Trabajo de Termodinámica

Propiedades Molares Parciales. Gibbs Duhen. Valores Experimentales. Asociación de etanol con agua

  • Enviado por: Demolejon
  • Idioma: castellano
  • País: Argentina Argentina
  • 4 páginas
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TRABAJO PRÁCTICO Nº 3: PROPIEDADES MOLARES PARCIALES

Uno de los objetivos principales de este trabajo práctico es la determinación de los volúmenes específicos de una determinada cantidad de mezclas binarias etanol-agua de distinta composición. Para ello realizamos mediciones de densidad a temperatura constante mediante una balanza de cadena. Con los datos experimentales obtenidos y los conocimientos teóricos calculamos los volúmenes molares parciales de cada componente para las distintas composiciones de mezcla.

PROCEDIMIENTO:

  • Se prepararon soluciones etanol-agua de composiciones 0; 0.1; 0.2; 0.3; 0.4; 0.5; 0.7; 0.85.

  • Se determinan las densidades correspondientes a temperatura ambiente, mediante la utilización de la balanza de cadena.

  • NOMENCLATURA:

    et=etanol

    H=agua

    REPORTE DE DATOS:

    Gráfico de VM vs. Xetanol:

    Gráfico de ΔVM vs. Xetanol:

    El volumen molar parcial de un componente a partir del gráfico de VM vs. Xetanol se calcula mediante el método gráfico de la tangente. Para calcular el volumen molar parcial del componente 1 a una fracción molar correspondiente, se calcula la derivada del VM con respecto a X1. La derivada en este punto representa la pendiente de la recta tangente de VM en X1. Los volúmenes molares parciales de los componentes 1 y 2 son las intersecciones de dicha recta tangente con las rectas verticales de x=0 y x=1.

    VOLUMENES MOLARES PARCIALES:

    Xetanol

    Vetanol

    Vagua

    0,0

    0.059

    0.05

    0,1

    0.059

    0.05

    0,2

    0.059

    0.05

    0,3

    0.059

    0.05

    0,4

    0.06

    0.049

    0,5

    0.06

    0.049

    0,7

    0.06

    0.049

    0,85

    0.06

    0.049

    1,0

    0.06

    0.049

    ECUACIÓN DE GIBBS-DUHEN:

    Tabla de valores experimentales:

    Con estos datos confeccionamos los gráficos correspondientes a VM vs. Xetanol y ΔVM vs. Xetanol.

    Xetanol

    Xagua

    PMM

    dM

    VM

    VNOMEZ

    ∆VM

    0,00

    1,00

    18,0

    0,9959

    18,0741

    18,0741

    0,0000

    0,10

    0,90

    21,0206

    0,9652

    21,7785

    21,9977

    -0,2192

    0,20

    0,80

    23,8674

    0,9400

    25,3808

    25,6955

    -0,3046

    0,30

    0,70

    26,5806

    0,9222

    28,8230

    29,2198

    -0,3967

    0,40

    0.80

    29,1826

    0,9199

    31,7237

    32,5997

    -0,8759

    0,50

    0,50

    32,6992

    0,9125

    35,8348

    37,1675

    -1,3327

    0,70

    0,30

    38,3472

    0,8997

    42,6222

    44,5038

    -1,8816

    0,85

    0,15

    42,3081

    0,8449

    50,0747

    49,6488

    0,4259

    1,00

    0,00

    46,0000

    0,8449

    54,4443

    54,4443

    0,0000

    Comprobación experimental de la ecuación de Gibbs-Duhem:

    Para ello tomamos dos puntos cualesquiera y evaluamos la derivada de los volúmenes molares con respecto a la fracción molar del etanol. Para este caso tomamos los puntos Xetanol = 0.2 y Xetanol = 0.6.

    CUESTIONARIO:

  • ¿Qué tipo de solución es la de etanol-agua desde el punto de vista termodinámico?

  • Se mezcla con agua en cualquier proporción y da una mezcla azeotrópica con un contenido de aproximadamente el 96 % de etanol. Un azeótropo es una mezcla líquida de dos o más componentes que poseen un único punto de ebullición constante y fijo, y que al pasar al estado vapor se comporta como un líquido puro, o sea como si fuese un solo componente.

  • Interprete molecularmente la respuesta a la pregunta 1).

  • Los alcoholes de pocos átomos de carbono son solubles en todas las proporciones. La solubilidad del alcohol reside en el grupo -OH incorporado a la molécula del alcano respectivo. Las uniones puente de hidrógeno también se manifiestan entre las moléculas de agua y el alcohol

    ASOCIACIÓN DE ETANOL CON AGUA:

    Esta asociación explica la solubilidad del alcohol etílico con el agua: forman semicombinaciones.

    La solubilidad de los alcoholes disminuye con el aumento del número de átomos de carbono, pues el grupo hidroxilo constituye una parte cada vez más pequeña de la molécula y el parecido con el agua disminuye a la par que aumenta la semejanza con el hidrocarburo respectivo.

  • Enumerar las posibles causas de error de la práctica realizada en el laboratorio

  • Las posibles fuentes de error fueron

    • Mezclas preparadas defectuosamente en la medición.

    • Calibrado erróneo la balanza.

    • Mala determinación de los últimos decimales de densidad.

    • Manipulación constante de la solución (pudo haber elevado la temperatura de la misma, provocando cambios en el volumen).

  • Proponga otra técnica experimental, factible a ser implementada en el laboratorio, para obtener la misma información obtenida en este trabajo práctico. Compare su precisión con el método utilizado aquí.

    • Mediante la utilización de un densímetro

    Dependiendo del líquido, se escoge un densímetro u otro, ya que existen varios modelos, para medir distintas densidades. La presicion de un densímetro digital es extremadamente exacta y ademas se tarda menos tiempo en efectuar la medicion.