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DETERMINACION DEL VOLUMEN DE MEZCLA Y DE LOS VOLUMENES MOLARES PARCIALES DE LOS COMPONENTES DE UNA DISOLUCION BINARIA NO REACTIVA





















INTRODUCCION

Normalmente se comete el error de suponer que propiedades termodinámicas de las disoluciones, tales como la energía interna, la entropía, la energía libre de Gibbs o la entalpia son aditivas. Sin embargo,cuando se realizan disoluciones estas propiedades respecto a la mezcla no se pueden considerar como suma de sus componentes puros. De este modo se definen unas magnitudes nuevas que si son aditivas las cuales se denominan como magnitudes molares parciales.
Dado que el caso más sencillo para estudiar este fenómeno es el de los volúmenes molares, es el que se llevará a cabo en este proyecto.FUNDAMENTO TEÓRICO

Supongamos que tenemos una mezcla de dos líquidos A y B cuyas temperaturas de ebullición son mayores que la temperatura ambiente (20ºC) en un recipiente cerrado. Debido a la energía y al choque de las partículas en estado líquido, un pequeño porcentaje de las partículas de A y B romperán las fuerzas atractivas que las mantienen en fase líquida (ya sean puentes de hidrógeno, dipolos,Van der Waals, etc.) para quedar libres en forma de gas hasta la saturación de la atmósfera del recipiente (presión de vapor), cuando las fases vapor y líquido estarán en equilibrio.
Cuando se considera la mezcla de A y B una disolución ideal, esta presión de vapor sigue la ley de Raoult, la cual define el comportamiento ideal de la presión de vapor de una mezcla, de forma que dicha presióndepende de la presión de vapor de cada componente puro y de su fracción molar.
Si la presión total del recipiente es P, y las presiones de vapor de cada sustancia son PA y PB, P=PA+PB, pero además quedan relacionadas con la fracción molar de forma que PA=xAP. Por lo que conociendo la fracción molar de cada sustancia en disolución y la presión total (medible fácilmente con un manómetro) podemosconocer la presión de vapor de cada sustancia para una temperatura dada.
En la gran mayoría de los casos las disoluciones no son ideales, y la ley de Raoult sufre desviaciones:
Positivas: si la presión total es mayor que la suma de las presiones parciales en disolución ideal.
Negativas: si la presión total es menor que la suma de las presiones parciales en disolución ideal.Esto se debe a que las moléculas de A y B tienden a interaccionar entre sí de forma atractiva o repulsiva, dependiendo de su semejanza electrónica, su polaridad, su tamaño…
Como consecuencia de estas interacciones reales (no ideales) el volumen de la disolución también se ve afectado, ya que debido a la atracción/repulsión entre moléculas, el volumen total no será la suma algebraica de losvolúmenes de las sustancias puras, si no que sufrirán contracciones o dilataciones según sean las desviaciones de la ley de Raoult.
Cuando las desviaciones de la ley de Raoult son muy significativas, puede darse lugar un azeótropo, es decir, una mezcla de componentes que se comporta como un solo componente y que hierve a temperatura constante. Esta temperatura de ebullición puede ser mayor, intermedia osuperior a la de los componentes puros por separado, dependiendo de si la desviación a la que pertenecen es positiva o negativa.
Si la desviación es positiva, quiere decir que la presión de vapor de la disolución es mayor que la presión de los componentes puros por separado o, lo que es lo mismo, que la disolución es más volátil, por lo que tendrá facilidad para ebullir. Es un azeótropo de mínimopunto de ebullición.
Si la desviación es negativa, la presión de vapor de la disolución es menor que la presión de vapor de los componentes puros, por lo que sus moléculas estarán más cohesionadas y habrá que aumentar más le temperatura para que ebulla. Es un azeótropo de máximo punto de ebullición.
Un ejemplo claro de azeótropo es el sistema agua-etanol, que por destilación simple, solo se...