Volumes Molares Parciales
Páginas: 14 (3299 palabras)
Publicado: 10 de octubre de 2011
RESUMEN
Determinación del volumen de mezcla y los volúmenes molares parciales de los componentes de una disolución binaria de distinta composición, a una presión y una temperatura dadas. Se utiliza para ello, como únicas medidas experimentales, volúmenes y pesos de los componentes puros y de la disolución.
El experimento se ha realizado para mezclas de agua destilada y etanol, tomandovolúmenes diferentes de cada uno de ellos.
PALABRAS CLAVE
Volumen de mezcla, volumen molar parcial, disolución binaria.
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 dela 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 molaresparciales son función de la temperatura, la presión y la composición fraccionaria, son magnitudes intensivas. Dada su definición los volúmenes molares parciales intervienen 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, manteniendoconstante la presión, la temperatura y, las cantidades de los demás componentes.
La definición implica que cuando se altera la composición al agregar una cantidad dnj 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 considerauna 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 el entorno 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 definecomo:
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 volumen molar 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 molarde 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 la ecuación (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 lasinteracciones 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 la suma 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 lasmoléculas 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 mezcla se deben totalmente a las variaciones de las interacciones moleculares.
Para determinar el comportamiento del volumen de mezcla frente a la composición, se debe...
Determinación del volumen de mezcla y los volúmenes molares parciales de los componentes de una disolución binaria de distinta composición, a una presión y una temperatura dadas. Se utiliza para ello, como únicas medidas experimentales, volúmenes y pesos de los componentes puros y de la disolución.
El experimento se ha realizado para mezclas de agua destilada y etanol, tomandovolúmenes diferentes de cada uno de ellos.
PALABRAS CLAVE
Volumen de mezcla, volumen molar parcial, disolución binaria.
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 dela 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 molaresparciales son función de la temperatura, la presión y la composición fraccionaria, son magnitudes intensivas. Dada su definición los volúmenes molares parciales intervienen 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, manteniendoconstante la presión, la temperatura y, las cantidades de los demás componentes.
La definición implica que cuando se altera la composición al agregar una cantidad dnj 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 considerauna 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 el entorno 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 definecomo:
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 volumen molar 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 molarde 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 la ecuación (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 lasinteracciones 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 la suma 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 lasmoléculas 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 mezcla se deben totalmente a las variaciones de las interacciones moleculares.
Para determinar el comportamiento del volumen de mezcla frente a la composición, se debe...
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