Determinacion Del Volumen Molar

Universidad Nacional del Callao Fisicoquímica IIFacultad de Ingeniería Química

DETERMINACION DEL VOLUMEN MOLAR

I. OBJETIVOS Determinar el volumen molar parcial de mezclas de alcohol isopropilico y agua a una

determinada temperatura, ya que esta propiedad es de importancia a la aplicación de

termodinámica de soluciones.

II. MARCO TEORICO

Las magnitudes termodinámicas como la entropía S, energía interna E, volumen V ó

entalpía H son magnitudes extensivas, que dependen de la cantidad de sustancia. Es

conveniente introducir magnitudes termodinámicas que no dependan de la masa y tengan

un valor determinado en cada punto del sistema. En otras palabras, hemos de cambiar las

variables extensivas a intensivas. Esto se hace dividiendo por la masa (recordad que el

cociente entre dos magnitudes extensivas es una magnitud intensiva). Así, aparecen las

magnitudes molares y, para una mezcla de componentes, se define la magnitud molar

parcial. Dicha magnitud representa la contribución por mol de cada componente i a la

propiedad total X del sistema y se define así:

Xi = (∂X/∂ni)T, P, n1, n2, .... (1)

Se cumple que toda propiedad extensiva, X, de una mezcla viene dada por:

X= n1X1 + n2X2 +...+niXi (2)

Donde Xi es la magnitud molar parcial del constituyente i. Así, por ejemplo, el volumen

molar parcial, Vi, expresa el aumento que experimenta el volumen del sistema en la

adición, a P y T ctes de un mol de i a una cantidad tan grande de aquél que no produce

cambio apreciable en la concentración. El valor de Vi variará, naturalmente con la

concentración de i. En una mezcla ideal, Vi, es igual al volumen molar Vi de la sustancia

pura.


Para determinar volúmenes molares parciales en mezclas binarias es adecuado el método

de las intersecciones. Consideremos, por ejemplo, una mezcla binaria con un total de un

mol de ambos componentes, cuyas fracciones molares son x1 y x2

Si los volúmenes de mezclas de distinta composición, pero con una molaridad total

unidad, se representan frente a las fracciones molares del componente 2, (Fig. 1),

entonces las ordenadas en el origen BD y AC de la tangente a la curva en la fracción molar

x2, son iguales a V2 y V1, para dicha composición. Sea α el ángulo formado por la

tangente y la línea V=0; teniendo en cuenta la ecuación (4), se verificará:

tg α = ∂ v∂x2

= V2 - V1

Ahora bien:

BD = V + x1tg α = V1x1 + V2x2 + x1(V2 -V1)

BD = V2(x2 + x1) = V2

Análogamente:

AC = V - x2 tg α = V1

Asimismo, las intersecciones sobre los ejes de coordenadas de las tangentes a la curva

que resulta de representar la inversa de las densidades frente al % en peso, dan los


volúmenes específicos parciales; si estos los multiplicamos por la respectiva masa

molecular dan los volúmenes molares parciales.

III. MATERIALES Y REACTIVOS

Balanza Picnómetro

Termómetro Probeta

Piceta Alcohol isopropilico


IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Pesamos el picnómetro seco y vacio W1

2. Llenamos el picnómetro con agua destilada a temperatura ambiente y pesamos

obteniendo W2

3. Determinamos el volumen del picnómetro utilizando:

V picnometro=W 2−W 1

ρH 2O=W (H¿¿2O)

ρ(H¿¿ 2O )¿¿

4. Preparamos soluciones de alcohol isopropilico como se muestra en el siguiente

cuadro.

% alcohol

isopropilico

V solC3H8O

V solH 2O

20% 6.4ml 20ml


40% 12.8ml 15ml

60% 19.2ml 10ml

80% 25.6ml 5ml

90% 28.8ml 2.5ml

5. Ahora llenamos el picnómetro con las diferentes mesclas de alcohol agua y luego

pesamos ,obteniendo W3

6. Determinamos la densidades de cada solución :

ρetanol=W 3−W 1

V picnometro


DATOS OBTENIDOS

Para una base de 30gPeso del picnómetro vacio w1=31.6298gPeso del picnómetro con agua w2=31.6298g

V. CALCULOS Y RESULTADOS

1. Determinación de la densidad de las soluciones preparadas mediante el método el

picnómetro

ρ solT =(m2−m0m1−m0 ) ρH 2O

T

Como necesitamos como dato la densidad del agua a 250C se busca en tabla del cual

obtenemos el siguiente:

ρ25℃=0.997 gcm3

Luego reemplazando en la formula:

ρ25℃=55.5725−31.629856.3835−31.6298

×0.997=0.9672g /cm3

ρ25℃=54.7212−31.629856.3835−31.6298

×0.997=0.9329g /cm3

ρ25℃=53.8555−31.629856.3835−31.6298

×0.997=0.8979g /cm3

ρ25℃=52.7128−31.629856.3835−31.6298

×0.997=0.8517 g/cm3


ρ25℃=52.3945−31.629856.3835−31.6298

×0.997=0.8389g /cm3

Determinando el volumen especifico:

v1=1.0339 cm3/ g

v2=1.0719 cm3 /g

v3=1.1137cm3/ g

v4=1.1741cm3/g

v5=1.1920 cm3/ g

Con los datos obtenidos tenemos el siguiente cuadro:

Porcentaje de alcoholVe ( cm

3

g)

20% 1.0339cm3/g40% 1.0719cm3/g

60% 1.1137 cm3/ g80% 1.1741 cm3 /g

90% 1.1920 cm3/g

Representamos los datos de la tabla anterior en esta grafica:


10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000.95

1

1.05

1.1

1.15

1.2

1.25

grafica

%

Ve

De la grafica Se obtiene que :

a=2.3229×10−3

b=0.98239

Determinando el volumen molar del alcohol isopropilico

0.98239mlC3H8OgC3H8O

× 60 g1mol

× 1 L1000ml

=0.05894 L /mol


VI. CONCLUSIONES

Observando la grafica notamos que la densidad disminuye al aumentar el porcentaje

en peso de etanol.

El volumen específico del alcohol isopropilico aumenta al aumentar el porcentaje en

peso de este.


Vemos que el volumen molar parcial de cada componente generalmente cambia

cuando se mezclan los componentes a diferentes proporciones.

No se pudo determinar el volumen molar a través de los datos obtenidos en el

laboratorio ia que hubo problemas en la medición.

VII. RECOMENDACIONES

Lavar y secar bien el picnómetro en la estufa de tal manera que este no afecte

nuestros resultados.

Para retirar nuestro picnómetro de la estufa hacer uso de los guantes para así evitar

posibles quemaduras en nuestra piel.

Usar adecuadamente la balanza electrónica.

Realizar medidas en lo posible exactas para no alterar el peso.

VIII. BIBLIOGRAFIA

Manual del Ingeniero Quimico; Perry

G.W. Castellan, 1987, Fisicoquímica, Ed.Adisson – Wesley

http://www.ellaboratorio.co.cc/practicas/volumen_molar.pdf

Documents

Determinacion Del Volumen Molar