propiedades molares

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE

COATZACOALCOS.

DOCENTE:I.Q. Hilen Escobar Castro.

MATERIA:Fisicoquímica 1

ALUMNO(A) S. Escamilla Olvera Aldo Edevair

Martínez Sánchez Esperanza Stephanie.Quíntela Pérez David Gerardo

Romero Vázquez Lízbeth AdrianaRodríguez De La Cruz Beatríz Adriana

López Sánchez Nanely

PRACTICA: 4

Nombre de la Práctica: PROPIEDADES MOLARES

5° SEMESTRE GRUPO: “A”COATZACOALCOS, VER.

Índice

1.- Objetivo........................................................................................................................................1

2.- Introducción..................................................................................................................................1

3.- Marco teórico................................................................................................................................3

4.-Material, Equipos y Reactivos........................................................................................................3

5.- Procedimiento...............................................................................................................................4

6.- Observaciones...............................................................................................................................4

7.- Cálculos.........................................................................................................................................5

8.- Cuestionario.................................................................................................................................9

9.- conclusiones :..............................................................................................................................10

10.- Referencias Bibliográficas.........................................................................................................11

Unidad:Instituto Tecnológico Superior de

Coatzacoalcos.Edición No. 1

Fecha de Edición: Enero de 2013

Departamento: Ingeniería Química.

Materia: Fisicoquímica 1






Práctica No. 4Nombre de la Práctica: PROPIEDADES MOLARES

1.- Objetivo.

Determinar propiedades molares en una solución binaria.

2.- IntroducciónLas propiedades parciales molares son de gran utilidad en el estudio de soluciones, en donde el sistema depende también de la concentración de los distintos componentes de la solución. Para soluciones binarias, un cambio diferencial en una propiedad termodinámica X, se expresa:

A P y T constantes,

Siendo X1 y X2 las propiedades parciales molares de X con respecto a n1 y n2 moles, se tiene:

1











Dado que la ecuación anterior es una función homogénea, podemos integrarla para obtener la siguiente ecuación:

Las propiedades parciales molares, son propiedades intensivas y se considera que son la contribución por mol de cada constituyente al valor total de la propiedad X en el sistema en cuestión. Algunas propiedades parciales molares tienen nombres particulares, por ejemplo:

El volumen parcial molar (V) es una propiedad que se puede determinar en el laboratorio. Se define como el cambio en volumen causado al agregar un mol de i a una cantidad muy grande de solución, de tal forma que la composición de la solución no cambia; matemáticamente se representa:

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Para una solución binaria el volumen parcial molar se puede calcular a partir de los volúmenes específicos (inverso de las densidades) de soluciones cuya concentración se conoce. Las densidades se determinan con un picnómetro.

3.- Marco teóricoLas magnitudes E,S,V,H son propiedades que dependen de la cantidad de sustancia, extensivas, es conveniente introducir una serie de nuevas magnitudes termodinamicas que no dependan de la masa y tengan un valor determinado en cada punto del sistema, es decir, cambiar las variables extensivas en intensivas.Para realizar esto lo unico que hemos de hacer es dividir por la masa y este cociente de la variable extensiva por la masa de una variable intensiva, así es como aparecen las propiedades molares.El etanol y agua son mezclas perfectamente miscibles entre si. Sin embargo al mezclar estas sustancias no se observa que lo hagan en forma aditiva. El volumen molar de una sustancia pura depende de la naturaleza de las moléculas que rodean a la misma. Entonces el volumen parcial de las sustancias dependera de la composición de las mezclas. Las magnitudes molares parciales se usan en mezclas para indicar la no aditivita de las propiedades extensivas de las mismas, es decir, la propiedad de la mezcla no es igual a la suma de la propiedad de los componentes puros por separado. Una propiedad molar parcial muy importante es la energía de Gibbs molar parcial o potencial químico.La energía libre de Gibbs (energía libre o entalpía libre) es un potencial termodinámico, es decir, una función de estado extensiva con unidades de energía, que da la condición de equilibrio y de espontaneidad para una reacción química (a presión y temperatura constantes).El potencial químico se define como la tendencia de un componente a escapar de una

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determinada fase, así, si el potencial químico es alto, el componente tenderá a salir lo más rápido posible de la fase en que se encuentra y al contrario, si es bajo (incluyendo valores

negativos), tenderá a permanecer en ella.

4.-Material, Equipos y Reactivos

Materiales Equipos Reactivos51111

Matraz volumétrico de 100 ml Pipeta graduada de 10 ml Perilla PicnómetroPizeta

1 Balanza analítica 200 ml Etanol Agua destilada

5.- Procedimiento.Se preparan cinco soluciones de 30, 35, 40, 45 y 50 % en volumen de etanol. Se determinan las densidades de las soluciones, además de la del etanol puro y agua destilada. Para la determinación se sigue la siguiente metodología:

a) Pesar el picnómetro completo (con tapón) seco y vacio. b) Llene el picnómetro, cuidando que no existan burbujas de aire atrapado y que la

solución llene todo el capilar. Coloque el tapón.c) Pese nuevamente el picnómetro cuidando que el exterior esté completamente seco.

4











6.- Observaciones Se calibra la balanza analítica

Se pesa el picnómetro solo para determinar su peso después con agua y alcohol

5











Se preparan muestras con etanol al 30% , 40%, 50% Donde se colocan después en el picnómetro para determinar su peso y poder sacar las fracciones molares

7.- Cálculos1) Preparar % soluciones de 30%, 40% y 50% en volumen de etanol.2) Pesar picnómetro, registrar masa; después colocar un volumen de etanol, agua y medir la

masa.

%vol.= vol . solutovol . disolucion

(100 )

Con cada una de las muestras:

Volumen del etanol→m2

Volumen de agua→m3

vol. soluto=(vol . disolucion ) (% vol )

100

1) vol. soluto=(30 % )(100ml)

100=30ml

6











Vol. Soluto= 30ml. Etanol –70ml. Agua

2) vol . soluto=(40 % )(100ml)

10040ml

Vol. Soluto = 40ml. Etanol –60 ml. Agua

3) vol. soluto=(50 % )(100ml)

100=50ml

Vol. Soluto = 50ml. Etanol—50ml. Agua

Masa del picnómetro con las diferentes mediciones:

Masa 1.- picnómetro vacio= 30.96g

Masa 2.- picnómetro con agua= 81.60g

Masa 3.- picnómetro con alcohol= 70.765g

Masa 4.- picnómetro con 30ml de etanol= 72.307g



Encontrar fracciones molares

X, P, V -> (Método del picnómetro)

CH3CH 3OH

C3H 2O

Densidad del etanol pC2H 3O=mC2H 6O

Vpic=mpic+C2H 6O−m pic

Vpic

Vpic=m

pagua=mpic H 2O−m pic

pagua=

g1gml

=ml

7











pagua=100kg

m3=1

gml→temperaturaambiente

xn=molnmolT

=fraccionesmolares

xC2H 6O=molC2H 2O

molT

molT=molC2H 6O+mol H 2O

molC2H 6O=mC2H 6O (PMC2 H6O )

mol H 2O=mH 2O (PMH 2O )

volumenespecifico :v= 1pC2 H 6O

¿

¿

pC2H 6O=

70.765 gr50.64

=70.765 gr−30.96gr

50.64 gr=

39.80550.64

=0.786gml

¿¿

vpic=81.60 gr−30.96 gr

1gml

=50.64ml

30 % pC2H 6O70.307 gr−30.96 gr

50.64 gml / gr=0.776

gml

40 % pC2H 6O78.353 gr−30.96gr

50.64 gml/ gr=0.9358

gml

50 % pC2H 6O77.254 gr−30.96 gr

50.64gmlgr

=0.914gml

Mol H2O = m H2O (PM H2O)

PM

8











H= 1.00979 x 2 = 2.01594

O= 15.9994 x 1= 15.9994

PM H2O = 18.01534

Mol H2O = 50.64 gr (18.01534 gr/mol) = 912.29 mol

Mol C2H6O = m C2H6O (PM C2H6O)

PM

H= 1.00979 x 6 = 6.04782

O= 15.9994 x 1= 15.9994

C= 12.01115 x 2= 24.0225

PM C2H6O = 46.06952

Mol C2H6O = 30.805 gr (46.06952 gr/mol) = 1419.17 mol

Mol C2H6O 30% = m C2H6O (PM C2H6O)

PM

H= 1.00979 x 6 = 6.04782

O= 15.9994 x 1= 15.9994

C= 12.01115 x 2= 24.0225

PM C2H6O = 46.06952



PM

H= 1.00979 x 6 = 6.04782

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O= 15.9994 x 1= 15.9994

C= 12.01115 x 2= 24.0225

PM C2H6O = 46.06952



PM

H= 1.00979 x 6 = 6.04782

O= 15.9994 x 1= 15.9994

C= 12.01115 x 2= 24.0225

PM C2H6O = 46.06952


Mol T= mol C2H6O + mol H2O

912.29 mol + 1419.17 mol = 2331.46 mol

X C2H6O = molC2H 6O

molT

X C2H6O= 1419.17mol

2331.46=0.608

X H2O = mol H 2OmolT

X H2O= 912.29mol

2331.46=0.391

8.- Cuestionario

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1. ¿Qué es un picnómetro? R= Recipiente de pequeñas dimensiones que se usa para determinar la densidad de un sólido o de un líquido.

2. ¿Qué es una solución binaria? R= Se dice que son soluciones binarias aquellas que están compuestas por un soluto y un disolvente, es decir por sólo dos componentes si la solución tiene 3 componentes se le conoce como terciaria, y si tienen 4 componentes o más se conocen como multicomponente o complejas.

3. ¿Cómo definimos al soluto y al solvente? R= SOLUTO: Se llama soluto a la sustancia minoritaria (aunque existen excepciones) en una disolución o, en general, a la sustancia de interés. Lo más habitual es que se trate de un sólido que es contenido en una solución líquida (sin que se forme una segunda fase) SOLVENTE: Aquella sustancia que permite la dispersión de otra en su seno. Es el medio dispersarte de la disolución. Normalmente, el disolvente establece el estado físico de la disolución, por lo que se dice que el disolvente es el componente de una disolución que está en el mismo estado físico que la disolución. También es el componente de la mezcla que se encuentra en mayor proporción. 4. Define el concepto de densidad

R= es la característica propia de denso. Este adjetivo, a su vez, refiere a algo que dispone de una gran cantidad de masa en comparación a su volumen; que es tupido o macizo; que tiene un importante nivel de contenido o es muy profundo en una dimensión reducida; o que resulta indefinido y poco claro.

9.- conclusiones : Lizbeth Adriana romero Vázquez

Como ambas sustancias son miscibles no se puede saber la concentración de cada una de ellas al mezclarlas. Por lo tanto es necesario utilizar un picnómetro para medir los volúmenes dependiendo de la concentración de las soluciones (30%, 40% y 50%). Posteriormente se emplean las formulas de Porcentaje de volumen para encontrar la fracción molar del agua y etanol. Concluyo diciendo que para mezclas binarias miscibles como lo es agua-etanol, es

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http://definicion.de/volumen

http://definicion.de/masa

http://definicion.de/adjetivo/











necesario el uso de cálculos para identificar sus propiedades molares, puesto que si pretendemos encontrar dicha incógnita mediante observación, el valor esperado sería nulo.

Beatriz Adriana Rodríguez De La Cruz

En esta práctica nosotros como alumnos hicimos uso de nuestros conocimientos previos para poder preparar soluciones; hicimos uso de un picnómetro el cual nos ayudo a saber la densidad y peso específico de nuestras soluciones, con los datos obtenidos hacíamos nuestros cálculos correspondientes y así obtendríamos nuestra propiedades molares de cada solución.

López Sánchez Nanely

El porcentaje en volumen es una expresión común para especificar la concentración de una solución. El porcentaje en volumen se emplea generalmente cuando la solución involucra a dos fases líquidas, aunque puede ser utilizado en otros casos, como en soluciones gaseosas. Formula: volumen de la sustancia/volumen final de la mezcla x 100 El porcentaje en volumen también puede definirse como la proporción entre el volumen del soluto y el volumen del solvente, tomando como base de cálculo 100 mL de solución: En esta práctica de laboratorio tuvimos la oportunidad de poder determinar el volumen del soluto partiendo de una ecuación dada para determinar el porcentaje del volumen de tal manera que se realizo un pequeño despeje de esta. También determinamos la cantidad de agua y etanol que iba a contener la solución y para Ello utilizamos un picnómetro. Determinamos las fracciones molares de cada una de ellas en sus distintos porcentajes

Quíntela Pérez David Gerardo:

Determinamos las propiedades molares del etanol a diversas medidas como lo son el 30% , 40 % y 50% de las cuales el resto lo vertimos con agua y nos basamos de material como lo fue el picnómetro para llevar a cabo este proceso pesando primero el peso del picnómetro y posteriormente con las mezcla así restando el peso del picnómetro. Por último determinamos mediante cálculos el volumen del picnómetro con sus respectivos porcentajes.

Escamilla Olvera Aldo Edevair:

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Como pudimos observa en esta práctica se trabajo en la elaboración de etanol al 30, 40 y 50 % de etanol para poder obtener el peso y por lo conviviente determinar la fracción molar, al igual que el etanol se tomaron muestras del peso del agua que con los datos ya obtenidos se hacen los cálculos para saber la fracción molar de cada sustancia. Martínez Sánchez Esperanza Stephanie:

En esta práctica se trabajo con lo que es el picnómetro que nos será útil para determinar la densidad de nuestras sustancias que son el etanol y el agua en donde se toman el peso del picnómetro, después el picnómetro con etanol y picnómetro con agua una ves obtenido los pesos se añaden mezclas de 30, 40, 50 % de etanol ya con los datos se hacen los cálculos para determinar las propiedades molares de cada una de las sustancia.

10.- Referencias Bibliográficas

RAYMOND CHANG (2008). FISICOQUIMICA (TERCERA EDICION). MEXICO: McGraw-Hill

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propiedades molares

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