Fracciones Molares Parciales

Determinación de propiedades parciales molares

1. Objetivo
Determinar algunas de las propiedades parciales molares de una mezcla binaria.

1.1. Objetivos específicos

Parte I. Volumen molar parcial
Determinar los volúmenes molares parciales de una solución binaria a diferentes concentraciones, manteniendo la presión y la temperatura constantes.

Parte II. Calculo delequivalente calorífico en agua del calorímetro
Observar que las reacciones químicas suelen ir acompañadas de absorción o desprendimiento de calor.

Parte III. Entalpía de neutralización de una solución
Medir las entalpías de neutralización de varias reacciones y compararlas.

1. Motivación

Actualmente, es importante cuidar el ambiente y aprovechar los recursos naturales de la mejor manera,por lo que su transformación en satisfactores debe ser cuidadosamente planeada y controlada, siendo la termodinámica la disciplina metodológica que ofrece los fundamentos necesarios a los ingenieros para que desarrollen procesos que ofrezcan el máximo rendimiento con un ahorro considerable tanto de materiales como de energía.

El concepto de propiedad parcial es lo principal aplicado a latermodinámica de soluciones, donde involucra que una propiedad de la solución representa un “todo”.

2. Introducción
Las propiedades parciales son útiles ya que nos permiten determinar el valor de una propiedad total a partir de la contribución de cada uno de los constituyentes. Cada propiedad parcial molar de un sistema puede considerarse como una parte a escala individual de la propiedadtotal de un sistema. Por lo tanto, todas las relaciones que se cumplan para el sistema en total se cumplirán para cada una de las propiedades parciales del sistema.
La ecuación (1) define la propiedad molar parcial de la especie i en una solución, donde es viable establecer el símbolo genérico Mi para la energía interna molar parcial Ui, la entalpía molar parcial Hi, la entropía molar parcial Si, laenergía de gibas molar parcial Gi, etc. Ésta es una función de respuesta, que representa el cambio de la propiedad total nM a causa de la adición a temperatura y presión constantes de una cantidad diferencial de la especie i a una cantidad finita de solución.

Mi = [∂ (nM) / ∂ni ] P,T,nj ec. (1)

Las interacciones moleculares en disolución son diferentes a las interacciones que existen entrelos componentes puros, lo mismo ocurre para todas aquellas propiedades extensivas, por ejemplo U, H, S, G, A, estas propiedades generalmente cambian cuando se mezclan los componentes, el volumen molar de sustancia pura no es igual al volumen que esa sustancia ocupa después de la mezcla V ≠ V1n1 +V2n2. [2]

3. Desarrollo de la parte I. Volumen molar parcial
El método que se utilizara paradeterminar el volumen molar de una mezcla es el siguiente:

Método de la pendiente. Para medir el volumen molar parcial del componente 2, se preparan disoluciones con el número constante de moles del disolvente 1, y variando el número de moles del componente 2, trabajando a presión y temperatura constantes. Se mide el volumen molar de las diferentes disoluciones. Graficando el volumen molar contrala fracción mol se obtiene una ecuación de tipo polinomial, la cual se deriva y se evalúa con un valor determinado, obteniendo así el volumen molar de cada uno de los componentes. [2]

4.1 Material, sustancias y equipo necesario

* 7 vasos de precipitados de 100 mL
* 1 pipeta volumétrica de 1 mL.
* 7 tubos de ensaye medianos
* 2 buretas de 25 mL
* 1 varilla de vidrio* Balanza analítica
* Agua destilada
* Gradilla
* Metanol

4.2 Metodología
1. Llenar una bureta de 25mL con agua destilada y otra con metanol, y preparar las soluciones de la tabla No 1. Agite con la varilla de vidrio las soluciones.

Tabla 1. Cantidades para preparar la mezcla metanol – agua destilada.
Tubo No. | Metanol ml | Agua destilada ml |
1 | 1 | 5 |...