Volúmenes Parciales

Resumen

El objetivo de este experimento es la determinación de los volúmenes molares parciales, en función de la composición, de una mezcla binaria de dos componentes miscibles.

Mediante el ajuste de dos ecuaciones cúbicas, de volumen promedio de mezcla y variación del volumen de mezcla en función de la fracción molar de uno de los componentes, calcularemos los volúmenes molares parcialesmediante el método de las intersecciones.

Se comprueba que el volumen de mezcla no es igual a la suma de los volúmenes de cada componente.










































Palabras clave

Volumen molar parcial
Volumen de mezcla
Método de las interseccionesIntroducción

Cuando se mezclan dos volúmenes de distintos componentes, el volumen final no es la suma de los volúmenes, puede aumentar o disminuir esto se debe a:

• Las diferencia entre las fuerzas intermoleculares existentes en la disolución y las existentes en los componentes puros.

• Las diferencias entre el empaquetamiento de las moléculas en la disolución y suempaquetamiento en los componentes puros, debido a las diferencias de tamaño y de forma de las moléculas que se mezclan.

En nuestro caso dada la formación de puentes de hidrógeno entre un carbonilo y el agua el volumen final disminuye.

Para llevar a cabo el estudio de este fenómeno tendremos que emplear magnitudes referidas al volumen de una mezcla y que también establezcan una comparación entre elvolumen de los componentes puros por separado y el de la disolución.

Estas son volumen promedio y variación del volumen de mezcla


Tenemos n1 moles de la sustancia 1 y n2 moles de la sustancia 2 por separado, el volumen es una propiedad extensiva, V=V(P,T,n1,n2,…nr), de modo que cambia al mezclar dos componentes a P y T constante

[pic]


Si referimos elvolumen a la composición fraccionaria, o lo que es lo mismo a composiciones relativas, convertiremos el volumen en una propiedad intensiva
V= (P, T, Xn)


[pic]





A presión y temperatura constante:



[pic] [ 2 ]







El volumen molar de una sustancia es por tanto:

(Vi = [ 3]


Vi= f(Xi) por eso es una propiedad intensiva




variación del volumen de mezcla

Si mezclamos los componentes produciendo una disolución a P y T constantes:

V ( V*


ΔVmez (T ,P, n1,...nc) = V –V* [ 4 ]


Pudiendo expresarse también de la forma

[pic]




volumen promedio de mezcla[pic]




método de las intersecciones


X1 + X2 = 1; X2 = 1 – X1


Basándonos en esta relación inversamente proporcional generamos una curva V = V(x2) que nos aportará una base matemática para poder sacar conclusiones experimentales de los volúmenes en una mezcla.
Esta curva se determina, punto a punto, preparando varias disoluciones de volumeny composición conocidos, y encontrando después una función de ajuste que los represente adecuadamente.






[pic] Figura 1 Figura 2



Si aplicamos esto a la magnitud volumen de mezcla
En la figura 1, trazando una tangente a una composición determinada y extrapolando nos da los valores de losvolúmenes molares parciales de ambos componentes.

Dada la ecuación general de una recta y-y0 = m (x – x0 ) y teniendo en cuenta que


la pendiente de la recta tangente a la curva es [pic]
dX2

X2 = 0; (V=(V1

(V – (V1 = d(V ( X2 – 0);
dX2



(V1 = (V - X2 d(V [ 8 ]...