Practica de termodinamica

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

LABORATORIO DE TERMODINAMICA QUIMICA
PRACTICA # 2
“PROPIEDADES MOLARES PARCIALES”

Grupo: 3IM3

Equipo: 1

Fecha de entrega: 16.Abril.09

OBJETIVOS:

1.- Preparar una serie de soluciones de Metanol (1) – Agua (2) de diferentes concentraciones y medir a cada una su volumen molar (V).2.- Calcular a cada solución su volumen molar ideal (Vid) y su cambio de volumen de mezclado (∆V).

3.- Ajustar a los datos experimentales a una ecuación de expansión (Ecuación de Redlich- Kister).

4.-Determinar el volumen molar parcial (Ѵi) del metanol y el agua en cada una de las soluciones.

5.-Presentar los resultados en forma tabular y grafica.

CONSIDERACIONES TEORICAS:

Unapropiedad molar parcial que esté asociada a otra variable extensiva es la derivada parcial de dicha variable extensiva con respecto a la variación del numero de moles presentes (ni) de una de las sustancias del sistema siempre manteniendo la presión, temperatura y numero de moles de las sustancias restantes constantes.

Matemáticamente esto se expresa:Mi= (ρ M / ρ ni) P, T, ni

Por lo que para la termodinámica clásica, una sustancia se define por sus propiedades.

A la temperatura T y la presión P constantes para una sustancia dada, sus propiedades: volumen, energía interna, entropía, energía de Helmholtz, entalpia, energía de Gibbs, presión de vapor, etc. Adquiere valores fijos característicos.

A la misma T y P para cualquierotra sustancia, el valor numérico de estas propiedades serán diferentes a los de la anterior, pudiera suceder que en alguna hubiera coincidencia, pero no puede ser posible que todas coincidan pues entonces se trataría de la misma sustancia.

Cuando dos o más sustancias se mezclan, a T y P constantes, para formar una solución, las propiedades de la solución son función de las propiedades de loscomponentes que la forman. La funcionalidad que guardan las propiedades de la función respecto a las propiedades de los componentes es compleja y solo se determina por medio del experimento.

Existen diversos métodos para determinar las magnitudes parciales molares, pero en la práctica, se emplean tres: el método analítico, el de la magnitud molar aparente y el de las intersecciones u ordenadasextremas.
*Método analítico:
Una forma fácil de expresar la propiedad deseada para un rango amplio de composiciones, consiste en tomar una cantidad constante de uno de los componentes y agregar cantidades variables del otro componente, y medir el valor de la propiedad de interés para la solución o la variación de ésta.
*El método de las magnitudes molares aparentes (Método basado en la magnitudmolar aparente):
La magnitud molar aparente φZ de una magnitud Z se define para el soluto de una solución binaria por:


*Método de las intersecciones o de las ordenadas extremas:
Permite obtener las dos magnitudes parciales molares al unísono.

Representemos por z el valor medio de la propiedad Z de una solución binaria, es decir:

1.- SOLUCIONES IDEALES Y NO IDEALES.

En rarasocasiones las propiedades de las soluciones resultan ser aditivas respecto a las propiedades de sus componentes:

M=∑N Xi Ni
Mt =∑N ni Mi

Donde:
M y Mt = Propiedad molar y propiedad total de la solución
X1 y n1 = Fracción mol y numero de moles de cada componente.
MI= Propiedad molar de cada componente en estado puro.
M= Propiedad extensiva: volumen, energía interna, entalpia, Cp y otras,excepto entropía y derivada de ella.

Las soluciones que obedecen a estas expresiones se llaman soluciones ideales.

Las SOLUCIONES NO IDEALES obedecen ecuaciones análogas.

Mt =∑N ni MI
Mt =∑N ni MI

Donde:
M1= se llama: PROPIEDAD MOLAR PARCIAL: y es el valor de la propiedad que tiene un componente EN SOLUCION, y que difiere del valor de la propiedad como componente puro debido a las...