8/15/2019 Presentacion Volumen de Mezcla

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Introducción al estudio de disoluciones 

Prof. Jesús Hernández Trujillo

Facultad de Química, UNAM

E uilibrio físico/J. Hdez. T– . 1/11

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u b o s co/J de /

Soluciones 

Definición: 

Una solución es una mezcla homogenea,

es decir, es un sistema multicomponente en una sola fase 

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Soluciones 

Definición: 

Una solución es una mezcla homogenea,

es decir, es un sistema multicomponente en una sola fase 

Solución binaria:   Tiene dos componentes

Solución ternaria:   Tiene tres componentes

Estudiaremos soluciones binarias

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Soluciones 

Definición: 

Una solución es una mezcla homogenea,

es decir, es un sistema multicomponente en una sola fase 

Solución binaria:   Tiene dos componentes

Solución ternaria:   Tiene tres componentes

Estudiaremos soluciones binarias

Disolvente:  El componente presente en mayor cantidad

Soluto:  El componente presente en menor cantidad

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Algunos tipos de soluciones

gaseosas mezclas de gases o vapores

líquidas sólidos, líquidos o gasesdisueltos en líquidos

sólidas gases, líquidos o sólidos

disueltos en sólidos

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Cantidades molares parciales 

La ecuación fundamental para  G de una soluciónbinaria es

dG = −SdT  + V dp + µ1

dn1

 + µ2

dn2

(1)

donde

µ1 =∂G∂n1

T,p,n2

µ2 =∂G∂n2

T,p,n1

(2)

 

→(potenciales químicos)

Además:

G(T,p,n1, n2) = n1µ1 + n2µ2(3)

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De manera análoga, la ecuación de estado:

dV   = ∂V 

∂T  p,n1,n2

dT  +∂V 

∂p T,n1n2

dp + V̄ 1dn1 + V̄ 2dn2(4)

donde

V̄ 1 =∂V ∂n1

T,p,n2

V̄ 2 =∂V ∂n2

T,p,n1

(5)

 

→(volúmenes molares parciales)

Además:

V (T,p,n1, n2) = n1V̄ 1 + n2V̄ 2(6)

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Antes de hacer la mezcla:

V̄ ⋆1   y  V̄ ⋆2

son los volúmenes molares de componentes puros ,

tales que:V ⋆ = n1V̄ 

⋆1   + n2V̄ 

⋆2(7)

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Antes de hacer la mezcla:

V̄ ⋆1   y  V̄ ⋆2

son los volúmenes molares de componentes puros ,

tales que:V ⋆ = n1V̄ 

⋆1   + n2V̄ 

⋆2(7)

Al hacer la mezcla, se observa que  V   = V ⋆

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Antes de hacer la mezcla:

V̄ ⋆1   y  V̄ ⋆2

son los volúmenes molares de componentes puros ,

tales que:V ⋆ = n1V̄ 

⋆1   + n2V̄ 

⋆2(7)

Al hacer la mezcla, se observa que  V   = V ⋆

Volumen de mezclado: 

Es el cambio de volumen producido al mezclar los componetes puros para formar la disolución a T   y  p constantes 

∆mezV   = V  − V ⋆ = n1(V̄ 1 −  V̄ ⋆1 ) + n2(V̄ 2 −  V̄ ⋆2 )(8)

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Ejemplo:  Disolución metanol–agua

−1

−0.8

−0.6 

−0.4

−0.2

 0

 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

      ∆   V  m  e  z

   (  c  m

   3   /  m  o   l   )

 x H 2O

¯

V    =   ¯

V  

 ⋆

debidoa interaccionesintermoleculares

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Para determinar volúmenes molares parciales:

1. Se preparan soluciones a  T , p y n1  fijos, ydiferentes valores de n2

2. Se mide el volumen  V   frente a  n2

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Para determinar volúmenes molares parciales:

1. Se preparan soluciones a  T , p y n1  fijos, ydiferentes valores de n2

2. Se mide el volumen  V   frente a  n2

V  

n2

pendiente =  V̄  2  =

∂V  

∂n2

T,p,n1

V̄ 1  o  V̄ 2  pueden ser negativos 

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Otras cantidades de mezclado:

∆mezH    =   H  −H ⋆(9)

∆mezS    =   S  − S ⋆(10)

∆mezG   =   G−G⋆(11)

En este último caso, a  T   constante:

∆mezG = ∆mezH  − T ∆mezS (12)

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Ejercicio: 

A continuación se presentan las densidades de una

serie de disoluciones acuosas de CuSO4  a 20o

C:

m(CuSO4) / g 5 10 15 20

ρ / (g cm3

) 1.051 1.107 1.167 1.230

m(CuSO4) es la masa de CuSO4  disuelta en 100 g desolución.

Calcula el volumen molar parcial del sulfato de cobreen este rango de mediciones.

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Solución con hoja de cálculo: 

Respuesta: 11.92 cm 3 /mol  (valor promedio)