volumenes molares parciales en mezclas binarias


Universidad de CHILE.
FACULTAD DE CIENCIAS.
Departamento de Química
Carrera de Ing. en Biotecnología Molecular

Informe Laboratorio Nº 1
“Volúmenes Molares Parciales en Mezclas Binarias”













Curso de Fisicoquímica II
Profesor: Dr. Juan Sebastián Gómez Jeria
Fecha de realización: 25/04/2013
Fecha de entrega: 02/05/2013.







Resumen

El presentetrabajo práctico tiene como objetivo determinar los volúmenes molares parciales de mezclas metanol/agua a distintas concentraciones, presión ambiente y 25 °C, para luego analizar su desviación del comportamiento ideal.

Los volúmenes molares parciales, expresado en mL·mol-1, para el agua y el metanol respectivamente, de cada una de las concentraciones medidas fueron: (20% v/v) = 18,133 – 37,1119;(40% v/v) = 17,992 – 37,8083; (60% v/v) = 17,612 – 38,5832 y (80% v/v) = 16,650 – 39,3433, valores que evidencian la desviación del comportamiento ideal, debido principalmente a interacciones de tipo intermolecular entre los componentes de la solución.


Resultados Brutos Obtenidos

Los datos registrados en la realización de este práctico se detallan a continuación:

El picnómetro usadofue el n° 153, cuya masa es de 17,20 g y su volumen 10,302 cm3. Los datos medidos para las distintas soluciones se detallan en la Tabla I.

Tabla I: Masa final medida para cada una de las soluciones empleadas. Para las soluciones de metanol en agua se señala el porcentaje v/v. La temperatura registrada es, en promedio, 24,5 °C.

Solución
Masa [g]
Agua destilada
27,45
Metanol al 20%
27,18Metanol al 40%
26,89
Metanol al 60%
26,52
Metanol al 80%
26,02



Análisis de Datos

Para determinar la fracción molar me metanol en cada solución, primero es necesario determinar los gramos que se encontraban en solución de dicho compuesto, para esto es necesario transformar el %v/v a %p/p. Dicha transformación se hará empleando la ecuación (1) indicadaa a continuación:(1)


Donde corresponde a la densidad. Según lo señalado en la literatura[1], las densidades a 25 °C y 1 atm (condiciones similares a las que se llevó a cabo el trabajo práctico) para el metanol y para el agua, son 0,7866 g·cm-3 y 0,9957 g·cm-3, respectivamente.

Para obtener la masa de solución presente en cada caso, basta con restar la masa del picnómetro a la masa final medida. De estemodo, se construye la Tabla II, con los nuevos datos.

Tabla II: Determinación de la masa de cada solución y su porcentaje p/p.

Solución
Masa total [g]
masa solución [g]
%p/p
Metanol al 20%
27,18
9,98
16,493
Metanol al 40%
26,89
9,69
34,498
Metanol al 60%
26,52
9,32
54,233
Metanol al 80%
26,02
8,82
75,961

Al conocer el %p/p de cada solución, empleando la ecuación (2) esposible determinar los gramos de metanol presentes, en los gramos de solución calculados previamente. Una vez determinados los gramos de metanol, y sabiendo que su peso molecular (PM) es 32,04 g/mol, se puede determinar el número de moles (n) tal como se indica en la ecuación (3). Para el caso del agua, su masa puede ser obtenida a partir de la diferencia de la masa de solución y la masa demetanol, mientras que para el número de moles también se emplea la ecuación (3), pero considerando que su peso molecular es 18,015 g/mol.

(2)

(3)

La fracción molar (X) del metanol puede ser determinada empleando la ecuación (4) donde n representa el número de moles del compuesto indicado. Mientras que la fracción molar del agua puede ser obtenida a partir de laecuación (5).

(4)

(5)


El Volumen molar aparente () corresponde al cociente entre el volumen (V) de la solución (que en este caso es la capacidad volumétrica del picnómetro) y los moles totales de los componentes en solución tal como se señala en (6):

(6)

Con los datos de la Tabla...