Practica De Fisicoquimica

Práctica 4

Determinación de propiedades parciales molares

1. Objetivo

Representar el comportamiento real de las mezclas y que aplicando el método de Euler, demostrar que la propiedad molar parcial es una propiedad intensiva.

1.1. Objetivos específicos

Parte I. Volumen molar parcial
Observación de la diferencia de comportamiento entre una mezcla real y una mezcla perfecta.Parte II. Entalpía l
Medir las entalpías de neutralización de varias reacciones y compararlas.

2. Introducción

Se define como mezcla perfecta a aquella para la cual se cumple
(1)
Donde R es una propiedad extensiva de la mezcla (volumen, entalpía de la mezcla, etc.), rºi es la propiedad molar del componente i puro a la misma T y P de la mezcla y c es el número de componentes presentes enla mezcla.


Con el objeto de representar el comportamiento real de las mezclas a través de una expresión que conserve la forma de la ecuación (1), se introduce el concepto de propiedad molar parcial ( )

Cumpliéndose que (2)

Se puede demostrar, aplicando el teorema de Euler, que la propiedad molar parcial es una propiedad intensiva, como así también la validez de la ecuación (2),cuando la propiedad R se expresa en función de P, T y c variables extensivas.



3. Correlación con temas y subtemas del programa de estudio
Estos temas se estudiaron a fondo en los cursos de fisicoquímica y termodinámica. Son de importancia para el ingeniero químico ya que

4. Desarrollo de la parte I. Volumen molar parcial
Fundamento teórico
Se circunscribirá el análisis al caso demezclas binarias.
Si al mezclar dos sustancias puras, el volumen ocupado resulta ser: VP = V1 + V2, se dice que para esa solución se cumple la aditividad de volúmenes, ya que el volumen final es la suma de los volúmenes iniciales antes del mezclado.
El volumen ocupado por un sustancia pura está dado por , por lo tanto:


que es la misma expresión que resultaría de aplicar la ecuación (1).Es decir, que los enunciados de aditividad de volúmenes y mezcla perfecta son equivalentes.
Para el caso de mezclas reales, según la ecuación (2):


Al efecto de comparar el comportamiento de una mezcla real con el de una mezcla perfecta, se tomará como ejemplo el sistema binario agua-etanol en fase líquida.

En la figura (I) se ha graficado vm vs. wetanol para dicho sistema (extraído de"Thermodynamics"; Abbott, N., y Van Ness, H., pág. 239-239), y donde:



En dicha figura se ha ejemplificado el cálculo de los volúmenes másicos parciales de etanol y agua en una solución cuya fracción en peso es wetanol = 0,5. Así, para cada wetanol pueden obtenerse los valores numéricos de los volúmenes másicos parciales y graficarse estos vs. wetanol. La curva que resulta se representaen la figura (II).
En las figuras (I) y (II), la línea de trazos representa el comportamiento perfecto.

4.1 Material, sustancias y equipo necesario

• Matraz de 50 ml
• Pipeta
• Bureta
• Alcohol 96%w
• Agua

4.2 Metodología

• En un matraz de 50 ml, agregar mediante bolpipeta, 25 ml de etanol 96%w.
• Agregar 25 ml de agua desde una bureta.
• Observar que no se ha logrado enrasarel aforo del matraz.
• Enrasar con agua midiendo la cantidad agregada.

4.3 Cuestionario
1. Con los datos de la experiencia, hallar el volumen específico de la mezcla:
2. Verificar ese valor con el valor de vm obtenido, para igual wetanol, de la figura (I) y de la figura (II)
3. Comparar los valores de vm obtenidos en los puntos a y b, con el obtenido por la aplicación de la ecuación demezcla perfecta.

5. Desarrollo de la parte II. Entalpía
La inmensa mayoría de los procesos químicos transcurre con un intercambio de energía entre el sistema que reacciona y el medio. El estudio de estos intercambios de energía constituye el objeto de la termodinámica química. En gran parte de los casos la energía se intercambia únicamente en forma de calor y recibe el nombre de termoquímica...