Laboratorio De Quimica-Fisica

INTRODUCCION

Estos instructivos se han establecido para orientar al estudiante en la realización de las prácticas de Laboratorio del curso de Química Física II, diseñada para el IV ciclo de Ingeniería Química. Con pequeñas variaciones pueden ser utilizados también por estudiantes de otras carreras profesionales, que en sus respectivos ciclos lleven el curso de Química Física, tales como losde Ingeniería Metalúrgica, Ingeniería Mecánica y Ciencias Biológicas (Microbiología, Biología Pesquera y Biología pura).
Son una continuación del manual de prácticas de Laboratorio del curso de Química Física I, completan a la teoría en la ilustración de las siguientes ramas de la Química –Física: Termodinámica de Soluciones, Equilibrio de Fases, Propiedades Coligativas de las soluciones,Conductividad Eléctrica, Celdas electroquímicas y Cinética de los Procesos Químicos (incluyendo Catálisis).
Los instructivos se han establecido en base a fuentes bibliográficas, pero también se ha tenido muy en cuenta las propias mediciones experimentales realizadas al respecto en el laboratorio de Química Física, durante los años de Docencia Universitaria correspondiente. Cada instructivo señala larealización de un experimento específico, pero también incluye fundamentos y normas generales que permite la elección de otro u otros sistemas de experimentación con el mismo objetivo. Explica el objetivo del experimento, el fundamento teórico, el o los procedimientos, equipos requeridos; métodos de cálculo y discusión de resultados; en la base a lo cual el alumno deberá presentar un informe sobrecada experimento con las conclusiones respectivas.
Se espera con esto, que el estudiante adquiera un conocimiento global (Teórico-Práctico) del curso de Química Física, esté en capacidad de valorar la importancia del curso en cuanto a su relación con otros cursos que requieren de esta materia , así como despierte su interés por su iniciación en La Investigación Científica y Tecnológica.

I.Objetivo:

* Determinar los volúmenes molares parciales de los constituyentes de una mezcla y estudiar la variación de los mismos con la concentración. Se considera para el estudio una solución binaria de solvente y soluto.
II. Fundamento Teórico:
* El volumen total “V” de una solución binaria en términos de los volúmenes molares parciales V1 y V2, y números demoles n1 y n2, respectivamente para solvente y soluto, se expresa:
V = n1 V1 + n2 V2 … (1.1)
V1 = (δ Vδ n1)P, T, n2 V2 = (δ Vδ n2)P, T, n1
*Un método para medir el volumen molar parcial es determinado el volumen molar aparente Ф2, el cual se define
Ф2 = V- n1 V0n2 … (1.2)
En donde: V = n1 M1+ n2 M2d ….. (1.3)Y V0= M1d0
Siendo M1 y M2 las masas molares de solvente y soluto, “V0” el volumen molar del solvente puro, “d” la densidad de la solución y “d0” la densidad puro. Combinando (1.2), (1.3) y (1.4)
Ф2 = 1n2 [n1 M1+ n2 M2d- n1 M1d0] … (1.5)
Si la masa del solvente n1 M1 = 1000 gr, n2 = m la Molalidad, así:
Ф2 = 1m [1000 + m M2 d-1000d0]
Ф2 = 1d [M2 - 1000m (d- d0d0)]
Ф2 = 1d [M2 - 1000m W- WaWa - W0] ….. (1.6)
En la que “W” es el peso del picnómetro con solución, “Wa” peso del picnómetro con solvente (H2O) y “W0” peso del picnómetro vacío.
*La densidad de la solución se obtiene de:
d = W- W0Wp …. (1.7)
siendo “VP” el volumen del picnómetro, que se calcula aplicando
VP = Wa- W0da …… (1.8)
Donde “da” es ladensidad del agua a la temperatura del experimento.

*Una vez conocido Ф2 se puede determinar:
(δ Ф2δ n2)P, T, n graficando Ф2 vs m. En el caso de electrolitos se encuentran que Ф2 aumenta linealmente con m, es decir:
Ф2 = Ф0 + A m ,
Aquí “Ф2” es el volumen molar aparente a dilución infinita y “A” una constante. Al graficar Ф2...