Marco Teorico de Ltp1-1 (1)
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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA
ING. QUÍMICA
DETERMINACION DE VOLUMENES MOLARES PARCIALES
L.T.P. 3751
SEMESTRE 2014-1
PROFESORA: SANDRA YAZMÍN ARZATE SALGADO
INTEGRANTES:
FLORES BELLO LUIS EDUARDO
LÓPEZ MORENO STEPHANY
OLIVARES VILLEGAS OSCAR
REVILLA ÁVILA VIANNEY
SENOBIO ROJAS IGNACIO
ZAMORA CISNEROS DAVID URIEL
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ÍNDICERESUMEN..............................................................................................................................3
MARCO TEORICO:...............................................................................................................3
METODOLOGÍA...................................................................................................................5
MATERIAL Y EQUIPO.....................................................................................................5
PROCEDIMIENTO............................................................................................................5
RESULTADOS:......................................................................................................................6
ANÁLISIS DE RESULTADOS.............................................................................................7
CONCLUSIONES..................................................................................................................7
BIBLIOGRAFÍA....................................................................................................................7
ANEXOS................................................................................................................................7
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RESUMEN
MARCO TEORICO:Existen 2 tipos de variables termodinámicas:
Propiedad intensiva,
Las propiedades intensivas son aquellas que no dependen de la cantidad de sustancia presente, por este motivo no son propiedades aditivas. Ejemplos P y T. Una propiedad intensiva puede ser una magnitud escalar o una magnitud vectorial.
Propiedad extensiva
Cuando la propiedad intensiva se multiplica por la cantidad de sustancia (masa) se tiene una propiedad que sí depende de la cantidad de sustancia presente y se llama propiedad extensiva, como ocurre con la masa, con la cantidad de movimiento y con el momento de la cantidad de movimiento, ejemplos: V, E, H, S, A, G
Entre variables intensivas importantes en la termodinámica son cantidades molares parciales definidas por la ecuación
Qi=¿¿
Para gases ideales o solución liquida ciertas cantidades parciales molares (Vi , Ei , Hi ) son igual respecto a las cantidades molares para componentes puros (Si , Ai ,Gi). Para solución no ideal, todas las cantidades parciales molares en general son de cantidades molares y se diferencian del interés.
Para esto se utiliza el teorema de Euler f(n1,…,ni,…..) de grado 1 (2).
n1∂ f∂n1
+n2∂ f∂n2
+…ni∂ f
∂∋¿+…=lf (3)¿
Aplicando una variable termodinámica extensiva Q,
n1Q1+n2Q2+…+niQi+…=Q(4)
La ecuación anterior se deriva
dQ=∂Q∂n1
n1+…+ ∂Q
∂∋¿ni+…+ ∂Q∂ p
dp+ ∂Q∂T
dT (5)¿
dQ=Q1d n1+Qi d ni+…+n1dQ1+…+nidQi+…
Se obtiene
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n1d Q1+…+ni dQi+…−( ∂Q∂ P )niTdP−(∂Q∂T )
niPdT=0
Luego se incorpora el caso de presión constante y temperatura constante.
n1d Q1+…+nidQi+…=0(constante P yT )
Para una solución binaria
∂Q2
∂Q1=−X 1
X 2
Donde X1 son fracciones mol Xi=ni
∑ ni
Esta ecuación se conoce como Gibbs-Duhem al aplicar energía libre.
Se considera un sistema que contiene un sólido puro (ejemplo NaCl) en equilibrio con la solución saturada acuosa:
dG=vdP
Se diferencia con respecto a n2
d G2=V 2dP
Esta ecuación se usa para la energía libre parcial molar y el volumen molar parcial
Para cambio de estado
NaCl(s)→NaCl(aq)
Se escribe como
d (∆G2)=∆V 2dP
O
[ ∂ (∆G2 )∂P ]
T=∆V 2
Los datos para el volumen se convierte de la formula en fracciones mol de la sal N2 y el volumen molar de la solución V dónde:
V=Vn
=(1−N2 )V 1+N2V 2
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El volumen molar aparente hacia la adición de n moles de sal, asumiendo el volumen molar parcial del solvente V i
°
∅=V−n1V i
°
n2
En términos de fracción mol:
∅=V−N1V i
°
N 2
METODOLOGÍA
MATERIAL Y EQUIPOMaterial
6 matraces aforados de 50 ml 6 picnómetros de 25 ml 6 vasos de precipitados de 100 ml Pipeta volumétrica de 25 ml Espátula Agitador
Reactivos
5 g de Cloruro de Sodio 250 ml de agua
Equipo
Balanza analítica
PROCEDIMIENTO1. De acuerdo a la solubilidad que el Cloruro de Sodio con que se cuenta, se prepara una
disolución con agua de 50 ml.2. La disolución anteriormente preparada se divide a la mitad, para así, ocupar 25 ml para
preparar una disolución a la mitad de concentración de la antes preparada. (Los 25 ml restantes se utilizarán para poder determinar su densidad.)
3. Se debe pesar el Picnómetro vacío y seco, y se debe obtener el peso del picnómetro lleno con agua destilada a 25 °C. El picnómetro debe enjuagarse y secarse perfectamente antes de cada pesada.
4. Y así se colocan la disolución dentro del picnómetro y se pesa.
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5. Se debe repetir del paso 2 al 4 hasta poder tener 6 diferentes disoluciones.
RESULTADOS:
#Concentración
M [mol/L]Volumen
(mL)Peso (g)
Densidad (g/mL)
Concentración m (mol/kg)
m1/2
1 0.8547 25 25.6931 1.028 0.87 18.41 0.932 0.42735 25 24.8342 0.993 0.44 58.91 0.663 0.213675 25 24.5203 0.981 0.22 118.14 0.474 0.1068375 25 24.9998 1.000 0.11 -3.27 0.335 0.05341875 25 24.8505 0.994 0.05 47.15 0.236 0 25 24.835 0.993 #¡DIV/0! #¡DIV/0! #¡DIV/0!
Tabla 1: Muestra las concentraciones en molaridad y molalidad así como los datos obtenidos de densidad, y m1/2.
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00-4.00
16.00
36.00
56.00
76.00
96.00
116.00
f(x) = − 13.1063083268593 x + 54.761452491933R² = 0.0063352871450264
m1/2
Grafica 1
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P.M. Agua (Kg/mol) 0.018P.M. Soluto (Kg/mol) 0.05844
Pendiente -13.28Ordenada al origen 54.827
v1 (Volumen parcial del solvente) [mL/mol] v2 (Volumen parcial del soluto)[mL/mol]25.0000967 36.3014
25.00003471 5.262825.00001236 9.047625.00000434 11.836425.00000137 13.8284
Tabla 2 Volúmenes parciales molares tanto del solvente como el soluto.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Los resultados para el caso de la densidad muestran un error ya que se esperaría que la densidad fuera proporcional a la concentración, es decir, que conforme disminuyera la concentración la densidad también lo hiciera lo cual no sucedió ya que en los tres primeros datos si se sigue esta tendencia pero a partir del cuarto la densidad vuelve a subir, en el caso de los volúmenes molares tanto 1 como 2 vuelve a ocurrir lo mismo ya que su cálculo de alguna forma depende de la densidad y por lo tanto no se muestra claramente la tendencia que deben de seguir con respecto a la concentración.
CONCLUSIONES
En conclusión al determinar los volúmenes molares parciales tanto del soluto como del solvente a diferentes concentraciones en base a su densidad no se pudo observar la relación de la concentración con los volúmenes molares parciales debido a errores cometidos en la práctica tanto sistemáticos como aleatorios lo que propicio que los resultados no fueran los esperados.
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BIBLIOGRAFÍA
ANEXOS