Propiedades Molares Parciales

 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA INDUSTRIAL

LABORATORIO DE TERMODINAMICA DEL EQUILIBRIO DE FASES
PRACTICA # 2 “PROPIEDADES MOLARES PARCIALES”

GRUPO: 2IV16

FECHA DE ENTREGA: 22-MARZO-2012

CALIFICACION: _____________

PRACTICA # 2 “PROPIEDADES MOLARESPARCIALES”

Objetivos:
1. Determinar el volumen real de las mezclas de soluciones.
2. Aplicar el principio de Arquimedes para determinar la densidad de cada una de las soluciones.
3. Determinar para cada solución, el cambio de volumen de mezclado.
4. Determinar los volúmenes molares parciales de agua y alcohol en distintas soluciones binarias, determinando las densidades de las mismas.Introducción:
En principio será necesario tener claros los conceptos y fundamentos teóricos en los que se basa nuestro estudio; así como la información que se obtendrá de las magnitudes determinadas.
El volumen de una disolución es una magnitud extensiva, depende de la temperatura, T, la presión, P, y de la composición ni ( i = 1, 2, ..., n).
V = V ( T, P, n1, n2, ..., nn)
La diferencial total de V es:dV= ( δV/δT )P, nj dT + ( δV/δP)T,nj dP + ( δV/δn1)T,P,njð1 dn1 + ...+ ( δV/δnn)T,P,njðn dnn (0)
Se define volumen molar parcial, ðVi , de una sustancia i en una disolución como:
ðVi = ( δV / δni)T, P,niðj (1)
Los volúmenes molares parciales son función de la temperatura, la presión y la composición fraccionaria, son magnitudes intensivas. Dada su definición los volúmenes molares parcialesintervienen en la diferencial del volumen total a temperatura y presión constantes.
dV = ð ðVi dni (2)
En otras palabras, el volumen molar parcial es la velocidad de cambio del volumen al aumentar la cantidad de sustancia i, manteniendo constante la presión, la temperatura y, las cantidades de los demás componentes.
La definición implica que cuando se altera la composición al agregar una cantidaddnj de j, y una cantidad dni de i, el volumen total de la mezcla cambia. (Con jði).
La integración de la ecuación (2) a temperatura, presión y composición constante conduce a la relación:
V = ð ni ðVi (3)
Si se considera una mezcla binaria de dos componentes (A y B), se comprueba que:
Los volúmenes molares parciales de los componentes de una mezcla varían con la composición, debido a que en elentorno de cada molécula cambia cuando la composición cambia desde A puro a B puro. El volumen ocupado por un determinado número de moléculas depende de las moléculas que las rodean.
El volumen de mezcla se define como:
ðVmez (T, P, n1, ..., nn) = V - V* (4)
Siendo V el volumen de la disolución y V* la suma de los volúmenes de los componentes puros.
V* = ð ni ðV*i (5)
Siendo ðV*i el volumenmolar del componente puro.
Teniendo en cuenta esta última expresión y la (3), se puede expresar el volumen de mezcla, sustituyendo en (4) como:
ðVmez = ð ni ( ðVi - ðV*i ) (6)
El volumen molar de mezcla será:
ððVmez = ðVmez / n = ðV - ð xi ðV*i (7)
También es interesante definir el volumen molar promedio de la disolución:
ðV = V/n = V / (ðni) = ð xi ðVi (8)
donde se ha hecho uso de laecuación (3) y de la definición de las fracciones molares.
Sustituyendo (8) en (7):
ððVmez = ð xi (ðVi -ðV*i) (9)
En general, las magnitudes de mezcla informan sobre las interacciones intermoleculares existentes en la disolución en comparación con las existentes en los componentes puros.
Normalmente después de la mezcla de dos líquidos se observa que el volumen de la disolución es distinto de lasuma de los volúmenes de los componentes puros. Esto es debido a la diferencia entre las fuerzas intermoleculares y, a las diferencias entre el empaquetamiento de las moléculas en la disolución y su empaquetamiento en los componentes puros (debido a las diferencias de tamaño y forma de las moléculas que se mezclan). En nuestro caso, mezcla binaria de etanol y agua, los cambios de volumen de...