Termoquimica Practica 2

Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias extractivas

Laboratorio de Termodinámica Química I

Practica Nº2 “Propiedades Molares Parciales”

Practica Nº2
Propiedades Molares Parciales
Objetivos:
1.-Preparar una serie de soluciones de metanol (1)-agua (2) de diferentes concentraciones y medir a cada una su volumen molar (V).
2.-Calcular acada solución su volumen molar ideal (Videal) y su cambio de volumen de mezclado (Δv).
3.-Ajustar los datos experimentales a una ecuación (Expansión de Redlich-Kister).
4.-Determinar el volumen molar parcial (V1)del metanol y el agua en cada una de las soluciones.
5.-Presentar los datos en forma tabular y grafica.
Consideraciones Teóricas
Para la termodinámica clásica, una sustancia sedefine por sus propiedades.
A la temperatura T y la presión P constantes, para una sustancia dada ,sus propiedades : volumen, energía interna, entropía , energía de Helmholtz, entalpia, energía libre de Gibbs densidad, curva de presión de vapor, etc. Adquieren valores fijos característicos.
A la misma T y P, para cualquier otra sustancia, el valor numérico de sus propiedades serán diferentes a losde la anterior, pudiera suceder que en alguna hubiera coincidencia ,pero no puede ser posible que todas coincidan pero entonces se trataría de la misma sustancia.
Cuando dos o mas sustancias se mezclan , a T y P constantes , para formar una solución , las propiedades de la solución son función de las propiedades de los componentes que la forman.la funcionalidad que guardan las propiedades de lasolución respecto a las propiedades de los componentes es compleja y solo se determina por medio del experimento.

1.-SOLUCIONES IDEALES Y NO IDEALES
En raras ocasiones , las propiedades de las soluciones resultan ser aditivas respecto a las propiedades de sus componentes :
M=∑ Xi Mi
Mt=∑ni Mi

Donde:
M y Mt= propiedadmolar y propiedad total de la solución
Xi y ni= fracción mol y numero de moles de cada componente.
Mi=propiedad molar de cada componente en estado puro.
M=propiedad extensiva: volumen , energía interna , entalpia , Cp y otras, excepto entropía y las derivadas de ella.
Las soluciones que obedecen estas expresiones se les llama SOLUCIONES IDEALES.
LAS SOLUCIONES NO IDELAES obedecenecuaciones análogas
M=Σ1NXiMi
Mi=Σ1NniMi


Donde Mi se llama: PROPIEDAD MOLAR PARCIAL y es le valor de la propiedad que tiene un componente en solución, y que difiere del valor de la propiedad como componente puro debido a las interacciones con las demás sustancias de la solución.
Una propiedad molar parcial se obtiene mediante la expresión:
Mi=∂(nM)∂ni .T,P,n2.-APLICACIONES
Las propiedades molares parciales juegan un papel importantísimo en la termodinámica:
* VOLUMEN MOLAR PARCIAL :Permite hacer cálculos exactos en balances de masa.
* ENTALPIA MOLAR PARCIAL: Permite hacer cálculos exactos de balance de energía.
* ENERGIA MOLAR LIBRE DE GIBBS MOLAR PARCIAL O POTENCIAL QUIMICO: Es el fundamento teórico que permite la deducción de las ecuacionesbásicas para resolver todos los problemas relativos a equilibrio entre fases y en reacciones químicas.
Estos tres tipos de problemas son parte importante de la razón de ser del ingeniero químico.

DESARROLLO DE LA PRACTICA
1.- MATERIAL Y EQUIPO
* Balanza de precision
* Soporte de madera
* Armadura de alambre
* Cuerpo sumergible (flotador o buzo)
* Probeta a de 50 ml* 11 frascos de 100 ml con tapa
SUSTANCIAS
* Metanol (x1)
* Agua (x2)






a)CALCULOS
Se pone como ejemplo la preparación 50 ml de una solución que contiene 0.3 frac. Mol de metanol y 0.7 frac. Mol de agua.
Base de calculo: 1 gmol.
METANOL: 0.3 gmol*32.042 (g/gmol)/0.791 (g/ml)=12.152 ml
AGUA: 0.7 gmol*18.015 (g/gmol)/0.998 (g/ml)=12.636 ml
VOLUMEN...