Volumen Molar Parcial
Páginas: 7 (1540 palabras)
Publicado: 1 de agosto de 2012
DETERMINACIÓN DELVOLUMEN MOLAR PARCIAL PARA UNA MEZCLA BINARIA ETANOL - AGUA POR MEDIO DE MEDIDAS DE DENSIDAD
DAHER APARICIO VILLANUEVA
Universidad de Córdoba - Montería Colombia
RESUMEN:
La determinación de los volúmenes molares parciales de una mezcla de dos componentes, ayuda a interpretar el comportamiento de una solución, así como también sus propiedades termodinámicas, como lo sonel volumen molar parcial, el volumen de exceso, el volumen molar de cada una de las soluciones a diferentes concentraciones, así como sus componentes puros.
En este artículo se ha utilizado el método clásico de calcular los volúmenes molares parciales, como lo es el de picnómetria, para la solución etanol - agua. Se le hallaron los respectivos volúmenes molares parciales, a concentracionesdiferentes con la utilización del método analítico.
PALABRAS CLAVES: Volumen molar, volumen de mezcla, volumen molar parcial, volumen molar de exceso
INTRODUCCIÓN
En una solución binaria, si Y es una propiedad extensiva de la solución y se mantienen la temperatura y presión constantes, Y será función de la composición de la solución. Una forma de expresar lo anterior es diciendo que Y esfunción de las variables independientes n1 y n2 que representan los números de moles de los componentes 1 y 2. La propiedad molar parcial es, por definición:
[pic]Para el componente 1
Y
[pic]Para el componente 2
Y se puede demostrar que:
[pic] (T y P Constantes)
Cuando los resultados anteriores se aplican al caso del volumen se obtiene que el volumen total real de solución V obtenido almezclar n1 y n2 moles de los componentes 1 y 2 respectivamente, se expresa:
[pic] (T y P Constantes)
Y el volumen molar de mezcla Vm está dado por:
[pic] (T y P Constantes)
Por otra parte, la aplicación de la ecuación de Gibbs-Duhem permite demostrar que las propiedades molares parciales de los componentes de una mezcla no cambian independientemente entre sí:
[pic] (T y P Constantes)
O lo quees equivalente:
[pic] (T y P Constantes)
La determinación de propiedades molares parciales puede llevarse a cabo mediante diversos métodos, en esta ocasión se ha usado el método de los interceptos o de las ordenadas ya que permite obtener las propiedades molares parciales de los dos componentes de la mezcla para cualquier composición de la misma con base en la ecuación:
[pic]
[pic]Figura 1 (Ilustración del método de los interceptos o de las ordenadas para la determinación de Volúmenes Molares parciales.
Se puede ver que si se construye una gráfica de volumen molar de mezcla Vm en función de la fracción molar del componente 1 y se traza la tangente a la curva en el punto de descomposición Xi, el intercepto de la tangente en el eje del volumen da el volumen molar parcialdel componente 2 ([pic]) en X1 = 0 y el volumen molar parcial del componente 1, en X1 = 1. De este modo se hallan los volúmenes molares parciales [pic] y [pic] para cualquier composición. En la gráfica 1 se ilustra la aplicación del método descrito.
Cuando se quiere comparar el comportamiento real de la solución con el que tendría si fuese ideal, resulta conveniente emplear las propiedadesde exceso, definidas como la diferencia entre la propiedad molar real y la propiedad molar que tendría la mezcla si fuese ideal. Según esto, el volumen molar de exceso se expresa:
[pic]
[pic]
Siendo V[pic] y V[pic] los volúmenes molares de los componentes puros y Vm el volumen molar de la solución, el cual se puede hallar a partir de medidas de densidad o bien, si se conocen losvolúmenes molares parciales [pic] y [pic] para la composición de la mezcla considerada.
MATERIALES Y MÉTODOS
P
ara hallar los volúmenes de mezcla de las soluciones, se utilizó el método de medidas de la densidad, con 7 soluciones de etanol-agua con concentraciones en peso del 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, respectivamente todas las medidas se hicieron a 30ºC, con la ayuda de un termostato y...
DAHER APARICIO VILLANUEVA
Universidad de Córdoba - Montería Colombia
RESUMEN:
La determinación de los volúmenes molares parciales de una mezcla de dos componentes, ayuda a interpretar el comportamiento de una solución, así como también sus propiedades termodinámicas, como lo sonel volumen molar parcial, el volumen de exceso, el volumen molar de cada una de las soluciones a diferentes concentraciones, así como sus componentes puros.
En este artículo se ha utilizado el método clásico de calcular los volúmenes molares parciales, como lo es el de picnómetria, para la solución etanol - agua. Se le hallaron los respectivos volúmenes molares parciales, a concentracionesdiferentes con la utilización del método analítico.
PALABRAS CLAVES: Volumen molar, volumen de mezcla, volumen molar parcial, volumen molar de exceso
INTRODUCCIÓN
En una solución binaria, si Y es una propiedad extensiva de la solución y se mantienen la temperatura y presión constantes, Y será función de la composición de la solución. Una forma de expresar lo anterior es diciendo que Y esfunción de las variables independientes n1 y n2 que representan los números de moles de los componentes 1 y 2. La propiedad molar parcial es, por definición:
[pic]Para el componente 1
Y
[pic]Para el componente 2
Y se puede demostrar que:
[pic] (T y P Constantes)
Cuando los resultados anteriores se aplican al caso del volumen se obtiene que el volumen total real de solución V obtenido almezclar n1 y n2 moles de los componentes 1 y 2 respectivamente, se expresa:
[pic] (T y P Constantes)
Y el volumen molar de mezcla Vm está dado por:
[pic] (T y P Constantes)
Por otra parte, la aplicación de la ecuación de Gibbs-Duhem permite demostrar que las propiedades molares parciales de los componentes de una mezcla no cambian independientemente entre sí:
[pic] (T y P Constantes)
O lo quees equivalente:
[pic] (T y P Constantes)
La determinación de propiedades molares parciales puede llevarse a cabo mediante diversos métodos, en esta ocasión se ha usado el método de los interceptos o de las ordenadas ya que permite obtener las propiedades molares parciales de los dos componentes de la mezcla para cualquier composición de la misma con base en la ecuación:
[pic]
[pic]Figura 1 (Ilustración del método de los interceptos o de las ordenadas para la determinación de Volúmenes Molares parciales.
Se puede ver que si se construye una gráfica de volumen molar de mezcla Vm en función de la fracción molar del componente 1 y se traza la tangente a la curva en el punto de descomposición Xi, el intercepto de la tangente en el eje del volumen da el volumen molar parcialdel componente 2 ([pic]) en X1 = 0 y el volumen molar parcial del componente 1, en X1 = 1. De este modo se hallan los volúmenes molares parciales [pic] y [pic] para cualquier composición. En la gráfica 1 se ilustra la aplicación del método descrito.
Cuando se quiere comparar el comportamiento real de la solución con el que tendría si fuese ideal, resulta conveniente emplear las propiedadesde exceso, definidas como la diferencia entre la propiedad molar real y la propiedad molar que tendría la mezcla si fuese ideal. Según esto, el volumen molar de exceso se expresa:
[pic]
[pic]
Siendo V[pic] y V[pic] los volúmenes molares de los componentes puros y Vm el volumen molar de la solución, el cual se puede hallar a partir de medidas de densidad o bien, si se conocen losvolúmenes molares parciales [pic] y [pic] para la composición de la mezcla considerada.
MATERIALES Y MÉTODOS
P
ara hallar los volúmenes de mezcla de las soluciones, se utilizó el método de medidas de la densidad, con 7 soluciones de etanol-agua con concentraciones en peso del 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, respectivamente todas las medidas se hicieron a 30ºC, con la ayuda de un termostato y...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.