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Práctica de Fisicoquímica
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Instituto Tecnolgico de Tuxtla Gutirrez
I n g. Qumica
FISICOQUIMICA I
Ejercicio: Determinacin De Volumen Molar Parcial
Realizado por:Espinosa Castillo Oscar DanielLpez Lpez Gilbert FranciscoVera Gonzlez Ivn
Nombre del equipo: jorvi
Catedrtico:Wilbert Morgan Blanco CarrilloTuxtla Gutirrez, Chiapas 28 de Octubre del 2012.Determinar el volumen molar parcial de una mezcla real de metanol y agua. De acuerdo a los siguientes datos obtenidos:MezclaVH2O (ml)Vmetanol (ml) de la solucin (gr/ml)
14000.997
23550.973
330100.951
425150.9316
520200.92
615250.884
710300.861
85350.826
90400.799
Solucin:Como primer paso es necesario conocer el volumen total de la solucin, como esta no es una solucin ideal no podemos sumar simplemente el volumen de los componentes, as que es necesario conocer la masa de la solucin y as poder calcular el volumen total gracias a los datos de densidad de cada muestra.En la muestra 1 y 9 nos proporcionan la densidad del agua (0.997 gr/ml) y del metanol (0.799 gr/ml). Con estos datos es posible calcular la masa total de la solucin, multiplicando el volumen usado de cada componente por su densidad. Con la masa total de la solucin podemos encontrar el volumen total de la mezcla dividiendo la masa total entre la densidad de cada muestra:
Para la muestra 2:
Siguiendo el mismo procedimiento con las dems muestras, obtenemos los siguientes datos:mH2O (gr)mMet (gr)mTotal (gr)nH2O (mol)nMet (mol)nTotal (mol)Vsolucin (ml)
39.88039.882.213710802.213710840
34.8953.99538.891.936996950.1246801072.0616770539.96916752
29.917.9937.91.66028310.2493602151.9096433139.85278654
24.92511.98536.911.383569250.3740403221.7576095739.62000859
19.9415.9835.921.10685540.4987204291.6055758339.04347826
14.95519.97534.930.830141550.6234005371.4535420939.51357466
9.9723.9733.940.55342770.7480806441.3015083439.41927991
4.98527.96532.950.276713850.8727607521.149474639.89104116
031.9631.9600.9974408590.9974408640
*Los moles usados de cada componente se obtienen dividiendo la masa usada de cada componente entre su peso molecular respectivamente (H2O = 18.015 gr/mol ; Metanol = 32.042 gr/mol ).Pero para poder obtener el volumen molar parcial de algn componente es necesario encontrar la relacin que existe entre los moles usados del mismo y el volumen total de la mezcla. Sin embargo es necesario que el otro componente se mantenga constante, es decir que para todas las muestras se tenga el mismo nmero de moles de un componente y solo varen los moles del otro. Por lo tanto calculamos la molalidad de cada muestra, ya que sta es la relacin entre los moles de un componente por kilogramo de solvente. Es decir mantendremos constante los moles del solvente (1000 gr de H20 = 55.50929781).
Para la muestra 2:
Como suponemos que es 1 Kg de agua los utilizados la molalidad es el nmero de moles que necesitamos de metanol.Realizando lo anterior para cada muestra obtenemos los siguientes datos tabulados:VsolucinnMetnH2OmMetmH2OxMet
1145.4124523.57300780555.50929781114.486316110000.06047509
1332.4234888.33701821255.50929781267.134737510000.13057947
1589.56905115.0066327855.50929781480.842527610000.21281195
1958.04805725.0110546455.50929781801.404212610000.3106178
2642.16480541.6850910655.509297811335.67368810000.42888372
3953.78935975.0331639155.509297812404.21263810000.57477975
8002.214877175.077382555.509297815609.82948810000.75926928
La relacin entre el volumen de la solucin y los moles de metanol esta dada por la siguiente grfica (al parecer tiene un comportamiento lineal, si embargo, al analizar los datos de las muestras nos damos cuenta de que el volumen total no es el mismo en las muestras, por lo tanto no es una solucin ideal y no puede tener comportamiento lineal).
Por lo tanto ajustamos nuestros datos a una ecuacin cuadrtica. Quedando la siguiente funcin:y = 0.0068x2 + 38.793x + 1003.8dy/dx = 0.0136x + 38.793Siendo x= nMet ; y = Vsolucion ; dy/dx = 2 (volumen molar parcial del metanol).
Obteniendo los siguientes datos:n2Vsolucin2
3.573007811142.49450338.8415929
8.337018211327.69058738.9063834
15.00663281587.48365938.9970902
25.01105461978.30760239.1331503
41.68509112632.70573639.3599172
75.03316393952.84536239.813451
175.0773828004.01110841.1740524
Como en una solucin real se cumple que:
Por lo tanto podemos calcular el volumen molar parcial del agua:
Para los primeros datos:
Realizando el mismo clculo obtenemos la siguiente tabla:x2n2Vsolucin21
0.0604750913.573007811142.49450338.84159291213.534142
0.1305794728.337018211327.69058738.90638341521.25487
0.21281195115.00663281587.48365938.99709022006.10847
0.31061779925.01105461978.30760239.13315032852.049481
0.4288837241.68509112632.70573639.35991724580.196712
0.57477975375.03316393952.84536239.8134519242.178435
0.759269279175.0773828004.01110841.174052433118.95083