UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA DE PETROLEO Y GAS NATURAL VOLUMEN DE MEZCLADO Y VOLUMEN MOLAR PARCIAL 1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA DE PETRLEO Y GAS NATURAL 2 LABORATORIO DE FISICOQUIMICA VOLUMEN DE MEZCLADO Y VOLUMEN MOLAR PARCIAL Profesora: Nancy EncarnacinIntegrantes:-Aragn Avilez, katyuska -Quispe Manosalva, Lester L. -Serrato Taboada, Cesar David Fecha de realizacin: 28/09/2011 Fecha de entrega: 12/10/2011 UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA DE PETROLEO Y GAS NATURAL VOLUMEN DE MEZCLADO Y VOLUMEN MOLAR PARCIAL 2 VOLUMEN DE MEZCLADO Y VOLUMEN MOLAR PARCIAL 1.OBJETIVOS: Determinar el volumen de mezclado para cada una de las soluciones formadas, utilizando los datos obtenidos en la prctica del volumen especifico de la solucin y los volmenes de etanol y agua utilizados para formar la solucin. Calcular los volmenes parciales molares para cada una de las soluciones utilizando los datos experimentales del volumen de mezclado y composicin haciendo uso del mtodo de las intersecciones y el mtodo basado en el cambio de volumen de la mezcla. Comparar los resultados obtenidos para los volmenesparciales molares. 2.FUNDAMENTO TEORICO: Sea una solucin constituida por molculas A y B y en la cual los tamaos moleculares y las atracciones intermoleculares de los pares A-A, B-B y A-B son iguales; en estas condiciones se puede esperar un comportamiento lo ms simple posible de la solucin, esta se considerara una solucin ideal ya que existe uniformidad total de fuerzas intermoleculares que son consecuencia de un tamao molecular y una estructura molecular semejante. Analizando una propiedad de la solucin como volumen, para una solucin ideal: Vm = VA + VB Donde: Vm: es el volumen de la mezcla VA: es el volumen del componente A puro VB: es el volumen del componente B puro Al estudiar soluciones reales, se observa desviaciones del comportamiento ideal debido a que se tiene componentes con tamaos moleculares diferentes entre molculas del sistema no son iguales. Por ejemplo, al mezclar 50 ml de agua con 50 ml de metanol, el volumen de la solucin es de 95ml. Vm VA+ VB Al estudiar este tipo de casos, no hay manera de determinar que parte de la concentracin se debe al agua y que parte se debe al alcohol, dificultades semejantes se observan enotras propiedades termodinmicas. Para resolver este problema y emplear un mtodo para manejar composiciones variables, Lewis invent las cantidades molares parciales, aplicables a cualquier propiedad termodinmica extensiva como entalpa, energa interna, energa de Gibbs oel volumen. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA DE PETROLEO Y GAS NATURAL VOLUMEN DE MEZCLADO Y VOLUMEN MOLAR PARCIAL 3 DETERMINACIN DE MAGNITUDES MOLARES PARCIALES Se circunscribe el anlisis al caso de mezclas binarias.Si al mezclar dos sustancias puras, el volumen ocupado resulta ser: VP = V1 + V2, se dice que para esa solucin se cumple la aditividad de volmenes, ya que el volumen final es la suma de los volmenes iniciales antes del mezclado. El volumen ocupado por una sustancia pura est dado por , por lo tanto: Que es la misma expresin que resultara de aplicar la ecuacin (1). Es decir, que los enunciados de aditividad de volmenes y mezcla perfecta son equivalentes. Para el caso de mezclas reales, segn la ecuacin (2): ;1 , , 2 , ,2 2 1 12211n T P n T PnVnnVn n V n V V |.|

\|cc+ |.|

\|cc= + =Al efecto de comparar el comportamiento de una mezcla real con el de una mezcla perfecta, se tomar como ejemplo el sistema binario agua-etanol en fase lquida.

DisolucinV (ml) 1V(1)w(1) 2V(2)w(2) 3V(3)w(3) Etc...Etc...Etc... 0i i iv n V =01 1 1v n V =02 2 2v n V =2 2 1 1v n v n Vsolucin + =totalsolucingcmmMVv = ) (3totaletanolg etanolMMw = ) (etanol gtotaletanolg etanolMMw = ) (etanol gUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA DE PETROLEO Y GAS NATURAL VOLUMEN DE MEZCLADO Y VOLUMEN MOLAR PARCIAL 4 Una vez obtenidos los volmenes totales se representa V de la disolucin frente al W etanolde la siguiente forma: Fi g. 1. Vol menes total esmedidos para una serie de disoluciones donde las mezclas tienen el mismo nmero de moles de disolvente pero diferente nmero de moles de soluto, a p y T constantes. Segn se deduce de la ecuacin [2], la pendiente de la recta tangente a la curva a cualquier composicin ser el volumen molar parcial del componente 2, V2. Y una vez obtenido V2ser fcil conocer el volumen molar parcial del disolvente, utilizando la ecuacin: Se debe recordar el significado de la pendiente de la tangente a una curva: si se representa la variable del numerador de una derivada en el eje y, y la variable del denominador de la derivada en el eje x, SIEMPRE, la pendiente de la tangente en un puntoser la magnitud que defina esa derivada. Para este caso ser: 3.MATERIALES UTILIZADOS: Balanza Picnmetro Termmetro Probeta Pipeta Piseta Baln de fondo plano EtanolUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA DE PETROLEO Y GAS NATURAL VOLUMEN DE MEZCLADO Y VOLUMEN MOLAR PARCIAL 5 4.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: Los materiales debes estar secos y limpios.Pesamos el picnmetro seco y vacio W1. Llenamos el picnmetro con agua destilada y pesamos, obteniendo W2 Determinamos el volumen del picnmetro utilizando: O HW W21 2picnmetroV= Preparamos soluciones de C2H5OH (etanol) al 5%,15%, 25%,35%,55%,65%, 75%,85% y95% en peso. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA DE PETROLEO Y GAS NATURAL VOLUMEN DE MEZCLADO Y VOLUMEN MOLAR PARCIAL 6 Llenamos el picnmetro con C2H5OH (etanol) y pesamos W3. Determinamos la densidad de las diferentes soluciones de etanol, utilizando: picnmetroVW W1 3etanol= 5.CALCULOS Y RESULTADOS: Datos de las componentes de las solucionesEtanolAgua M(g/mol)46.0690418,01528 Calculo de las densidades de las soluciones

Calculo de las fracciones molares de las soluciones

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA DE PETROLEO Y GAS NATURAL VOLUMEN DE MEZCLADO Y VOLUMEN MOLAR PARCIAL 7 Peso del material donde se realizaron las concentraciones (W)=35.5715g Concentracin (etanol)

(etanol)

(agua)

90%9.24370.27700.97099.48239.4633 80%4.04610.55400.87964.66954.6601 70%2.30000.83100.73463.02683.0207 60%1.44141.10800.56582.21802.2135 50%0.94881.38490.40651.75201.7485 40% 30%0.38091.93890.16421.17241.1701 20%0.21862.21590.08981.00931.0073 10%0.09682.49280.03730.89440.8926 6.CONCLUCIONES: Notamos que la densidad disminuye al aumentar el porcentaje en peso, lo cual hace que el volumen parcial del etanol aumente al aumentar el porcentaje en peso de este. Vemos que el volumen molar parcial de cada componente generalmente cambia cuando se mezclan los componentes a diferentes proporciones, es decir, el volumen molar parcial del alcohol de composicin 20% en peso, ser diferente del volumen molar parcial del alcohol de composicin 90% en peso. Lo mismo ocurre para el agua. En la grfica es fcil ver que efectivamente el valor del volumen molar parcial de cada componente vara con la composicin. 7.BIBLIOGRAFIA: 2 Gua de Laboratorio de Fisicoqumica. QUIMICA GENERAL, decimoprimera edicin, Brown Lemay bursten . http://depa.fquim.unam.mx/jesusht/intro_mezclas.pdf http://www.uclm.es/profesorado/mssalgado/Laboratorio%20de%20Qu%C3%ADmica%20II/volmolpar.pdf