Estudio volumétrico de disoluciones de no electrolitos








_______________Universidad Andrés Bello_______________
Facultad de Ecología y Recursos Naturales
Departamento de Ciencias Químicas
QUI 231






INFORME LABORATORIO Nº1


Estudio Volumétrico
de Disoluciones de No Electrolitos
















Sección: 1
Integrantes: Rebeca Pérez y Pablo Muñoz
Realización: 21 de Marzo del 2013
Profesores: EdithPinto y Jesús Centeno
Objetivos

Determinar volúmenes de mezcla de dos soluciones (disoluciones de metanol/agua y metanol/etanol) en función de sus concentraciones, a partir de las medidas de densidad respectivas.

Medición de los correspondientes volúmenes de exceso.

Establecer cuál de estos sistemas se aproxima más a una disolución ideal.

Comprender a cabalidad la teoría implicadadetrás de este práctico.

Introducción

La mezcla homogénea de dos o más sustancias o también llamadas disoluciones se pueden clasificar como de electrólitos (generan iones) y de no electrólitos (no generan iones). A la vez se clasifican según su estado de agregación, como líquidas, sólidas o gaseosas y por el número de sus componentes; en disoluciones binarias, terciarias o de multicomponentes.Al estudiar las disoluciones de no electrólitos podemos ocupar el modelo simple llamado disolución ideal; para dar cuenta fácilmente del comportamiento de las disoluciones reales. Ahora, podemos definir una disolución ideal a través del potencial químico ó energía libre molar de los componentes = μi
μi (P,T, xi) = μiº (P,T) + RTlnxi (1.1)

Así, podemos también determinar la variación de laenergía de Gibbs:
ΔGidmez = nTRTΣιxi lnxi (1.2)

Siendo este un proceso reversible, tenemos también:
ΔSidmez =– (∂ΔGidmez /∂T)P = –nTRTΣι xi lnxi (1.3)
ΔHidmez = –T2 [∂(ΔGidmez / T)/∂T]P = 0 (1.4)
ΔVidmez = ∂(ΔGidmez /∂P)T = 0 (1.5)

Y teniendo estas cuatro ecuaciones podemos definir una disolución ideal y su cumplimiento requiere que a nivel molecular:

1. La mezcla las moléculas de losdistintos componentes sea espontánea.
2. Resulte una distribución de moléculas totalmente al azar en la disolución.
3. Se mezclen componentes con idénticas fuerzas de interacción molecular.
4. Las moléculas de los componentes mezclados sean de igual forma y tamaño.

Por tanto la disolución ideal no existe en la realidad pero cuando se mezclan componentes muy próximos de una serie homologao que difieren muy poco en sus estructuras se comportan como ideales.
De (1.5) se desprende que en una disolución ideal de no electrólitos, los volúmenes de los componentes puros se suman de acuerdo a las cantidades mezcladas de ambos componentes: V idmez = x1 Vº1 + x2 Vº2 (cm3/mol) (1.6)

Reemplazando Vº1 y Vº2 en (1.6) por la relación general V= m/ ρ, tendríamos:
V idmez = X1 (M1/ρ1) +X2(M2/ρ2) (cm3/mol) (1.7)

Por otra parte, el volumen de un mol de cualquier disolución binaria de no electrólitos sea ésta real o ideal, está dado por la relación:
Vremez = (X1M1 + X2M2)/ ρdis (cm3/mol) (1.8)

Por último, comparando los valores Vremez obtenidos mediante (1.8) con los predichos por (1.7) para una disolución es posible establecer que tanto ésta se aleja del comportamientoideal en términos volumétricos. Esto se efectúa a través del llamado volumen de exceso VE, que se define como:
VE = Vremez – Vidmez (cm3/mol) (1.9)

Así en conclusión, valores de VE ≈ 0 indicaran un comportamiento cercano al ideal y valores de VE ≠ 0 y cuanto mayores sean los valores de cero, darán cuenta de una disolución real.

Materiales y Métodos

Materiales y Reactivos:



1 balanzaanalítica.
1 picnómetro de 25mL.
2 antiparras.
2 pares de guantes.
1 Calefactor termoregulado.
MeOH.
EtOH.
Agua destilada.
Papel absorbente.


Procedimiento Experimental:

1) Empezaremos por denotar los 2 sistemas en los que trabajaremos. Metanol/Agua: MeOH(1)/H2O(2) y Metanol/Etanol: MeOH(1)/EtOH(2), representando el número entre paréntesis al respectivo componente. Siendo el...