Volumen molar parcial a dilución infinita

Química Orgánica. Reacciones químicas. Moles. Propiedades molares. Molalidad

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PROPIEDADES molares parciales de las DISOLUCIONES. VOLUMEN molar parcial a dilución infinita.

OBJETIVO DE LA PRÁCTICA

Determinar el volumen molar aparente a dilución infinita.

FUNDAMENTO TEÓRICO

El valor de toda propiedad extensiva de un sistema homogéneo, tal como el volumen, la entropía o 'la energía libre, viene determinado por el estado del sistema y la cantidad de materia.­ Si designamos como F una propiedad extensiva cualquiera, entonces

'Volumen molar parcial a dilución infinita'

donde n, representa el número de moles del componente i del sistema. Diferenciando:

'Volumen molar parcial a dilución infinita'

Donde la derivada

'Volumen molar parcial a dilución infinita'

es la propiedad molar parcial del componente i. Es una propiedad intensiva y se designa por Fi

A temperatura y presión constantes:

'Volumen molar parcial a dilución infinita'

de donde

'Volumen molar parcial a dilución infinita'

Una propiedad molar parcial apropiada para el estudio experimental es el volumen molar parcial. Para una disolución binaria constituida por n, moles de disolvente y n, moles de soluto, los volúmenes molares parciales de cada uno están ligados al volumen total según la expresión:

'Volumen molar parcial a dilución infinita'

El volumen molar parcial de un soluto puede ser evaluado por métodos gráficos; no obstante, para disoluciones binarias el uso del volumen molar aparente, 0,, es más corriente:

'Volumen molar parcial a dilución infinita'

donde V es el volumen de la disolución conteniendo n1 moles de disolvente y n2 moles de soluto y V10, es el volumen molar del disolvente puro. Se demuestra que la ecuación anterior puede escribirse de la siguiente manera:

'Volumen molar parcial a dilución infinita'

donde d, y d son las densidad' del disolvente puro y de la disolución respectivamente, M, es el peso molecular del soluto y m la molalidad.

Se puede demostrar que:

'Volumen molar parcial a dilución infinita'

A dilución infinita, es decir cuando nO, V20 = V0 Para obtener V10, bastará con obtener V0, para lo que utilizaremos la siguiente expresión:

'Volumen molar parcial a dilución infinita'

donde Sv es la pendiente de la recta que resulta al representar V frente a MI/2 , V0 será la ordenada en el origen.

APARATOS UTILIZADOS

Picnómetro

8 frascos

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL.

Se preparan disoluciones de cloruro sódico que contengan aproximadamente 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 y 16 por ciento en peso de cloruro de sodio, con un peso total de 100 gr. La sal y el agua se pesan con precisión en un frasco utilizando el granatario.

La densidad de cada disolución se determina exactamente a 25ºC, usando para ello un picnómetro de tipo We1d. El picnómetro se seca cuidadosamente, se pesa, se llena con agua destilada y se coloca en el baño termostático durante 10-15 min. y se vuelve a secar y pesar. Esta misma operación se realiza con todas las disoluciones de sal.

cálculos

1.- Calcular el volumen del picnómetro tomando como densidad del agua a 2511C el valor de 0.99707 gr ml-1 y posteriormente calcular la densidad de cada disolución de sal.

Picnómetro masa (vacio) = 26.7266 gr.

masa (lleno Agua) = 47.6030

Densidad 0.99707 gr/ml

d = m/v V = m/d = 20.8764/0.99707=20.9377 ml

cloruro de sodio peso total 100 gr.

T = 25ºC

peso (gr)

volumen(ml)

ml*10000

gr/ml*10000

molalidad

2

98

477278

10030

3428850

4

96

482264

10268

6857700

6

94

483532

10329

10286550

8

92

487394

10513

13715400

10

90

487430

10515

17144250

12

88

492700

10766

20573100

14

86

495420

10897

24001950

16

84

498554

11046

27430800

Las molalidades se hallan multiplicadas por 10000.

A partir de la masa del picnómetro de cada disolución y el volumen del picnómetro, hallamos la densidad de cada disolución.

M2 = 58.5 at-gr

d0 = 0.99707 gr/ml

magua = 99.707 mg = 99.707·10-3 Kg

2.- La concentración de cada disolución se expresa en términos de molalidad y para cada una de ellas se determina el volumen molar aparente a partir de la ecuación (8).

Phi sub V

Raiz Molalidad

20.9390275

18.5171542

21.4358831

26.1872106

21.56323

32.0726519

21.9473552

37.0343084

21.9515313

41.4056156

22.4755281

45.3575793

22.7490089

48.991785

23.0600671

52.3744212

3.- Representar V, frente a m1/2 y de la ordenada en el origen obtener V0

'Volumen molar parcial a dilución infinita'

Podemos concluir que el valor de V0 es 19.750386 ml/mols

Conclusiones

Se obtiene un valor de volumen molar aparente a dilución infinita inferior al V.

Mediante este método rápido y sencillo podemos averiguar el volumen molar parcial a dilución infinita en un función de : a) volumen molar parcial y b) molalidad.

Bibliografía

“Físico-Química” IRA N. LEVINE Ed. McGrawHill

“Química General” J.P. Caces