Volume Parcial Molar

5/16/2018 Volume Parcial Molar - slidepdf.com

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Universidade de São Paulo - USP

Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto - FFCLRP



As moléculas interagem

diferentemente quando pura e

quando em uma mistura.



Definido como o aumento no volumede uma quantidade infinita de

solução quando 1 mol de uma

substância é adicionado.



Ele varia conforme a composição da

mistura, ou seja, com a concentração

de cada componente.

NaCl e H2O



Propriedades extensivas: são

proporcionais à quantidade dematérias da substância presente na

amostra, como a massa e o volume.

Propriedades Intensivas:

independem da quantidade dematéria, como a temperatura,

pressão e densidade.



Solução Ideal: é aquela na qual a

entalpia da solução é igual a zero, as

moléculas não interagem uma com a

outra.

Solução não Ideal: é a real, quando

as moléculas interagem e a entalpiaé diferente de zero.



Lei de Raoult

A pressão de vapor de cada

componente é diretamente

proporcional à fração molar deste

componente na mistura, não tendo

influência nenhuma nesta alteração

as interações que as suas moléculas

teriam com outras moléculaspresentes.



Desvio da Lei de Raoult

Nos componentes que têm algumtipo de interação físico-química, as

moléculas ficam mais ou menos

livres e as suas pressões de vapor sãomaiores ou menores do que as

previstas pela Lei de Raoult.



Usa-se a picnometria paradeterminar a densidade das

soluções e através decálculos chegarem aos

volumes parciais molares.



é um pequeno

frasco que possui uma

abertura suficientemente

larga e tampa bem

esmerilhada, provida de um

orifício capilar longitudinal.



Pode-se perceber que a variaçãodas massas no picnômetro é muito

menor que a variação das massas

no balão volumétrico. Isso se deve

principalmente pelo formato

diferente das duas vidrarias.



A grande diferença entre um balãovolumétrico e um picnômetro

consiste na precisão do menisco: a

precisão do menisco do

picnômetro é maior em relação à

do balão volumétrico.



Esta prática visa determinar o volume parcial molar doNaCl e da água a partir de soluções aquosas com diferentesconcentrações de NaCl.

Utiliza-se a técnica da picnometria para determinar adensidade das soluções e através de cálculos obter osvolumes parciais molares.

O experimento visa verificar a dependência do volumemolar parcial de um determinado composto com acomposição da mistura.



Material • Balança analítica;• Picnômetro de Wald;• 5 balões volumétricos de 100,0 mL e 1 de 250,0 mL;• Espátula;•

Pipeta de Pauster;• Pipeta volumétrica de 50,0 mL;• Béquer de 100,0 mL.• Conta gotas• Papel Filtro• Funil

Reagentes • NaCl refinado;• Água destilada.



Inicialmente foi medida a temperatura ambiente e a pressãoatmosférica.

Foi pesada, em balança analítica, a massa de sal necessária para

preparar 250 mL de solução aquosa de NaCl 3M (43,8248 g).

Utilizando papel filtro, filtrou-se a solução.

Foram preparadas soluções de 1/2, 1/4, 1/8 e 1/16 da molaridadeinicial através de diluições volumétricas sucessivas, usando balõesvolumétricos de 100 mL para fazer uma série de diluições dasolução de NaCl 3 mol/L (2, 4, 8, 10 e 16 vezes).



50mL50mL50mL50mL50mL

Balão 1

250mL

Balão 2

100mL

Balão 5

100mL

Balão 4

100mL

Balão 3

100mL

Balão 6

100mL



• Não se deve tocar o picnômetro com os

dedos, pois a gordura das mãos interfere napesagem;

• Deve-se ajustar o menisco e eliminar

possíveis bolhas que se aderem à superfície

interna;

• Lava-se bem a cada troca de líquido,

usando acetona e na última lavagem usar o

líquido da pesagem seguinte;

Cuidados com o picnômetro



Medida das densidades das soluções

Foram pesados em triplicata o picnômetro vazio (We) ecom água destilada (Wo)

Foram feitas as pesagens em triplicata do picnometro com

cada uma das soluções em ordem crescente de concentração(Wx);

Utilizando o balão volumétrico de 10 mL, foi calculado o

valor da densidade da água.



T (ºC) d (g/mL)

27 0,99654

28 0,99626

29 0,99597

30 0,99567

31 0,99537

32 0,99505

33 0,99473

Valores de densidade da água



O H

O H m

Vpic2

2

eO H wwm 02

Vpic

wm e

1

1

Calcula-se o volume real do picnômetro utilizando asequações:

We = massa do picnômetro com águaWo = massa do picnômetro vazio

ρ = densidade da água

Assim, determina-se a densidade das soluções :



A molalidade [concentração (mol)/ kg de solvente] também deveser calculada:

1000

1

2 M

M

m

m= molalidadeM = molaridadeM2= massa molar do soluto = 58,44 g mol-1 ρ= densidade obtida experimentalmente

Com os valores encontrados, calcula-se o volume molar aparente (ϕ):

eww

ww

m M

0

0

2

10001

ϕ = volume molar aparentem= molalidadeM2 = massa molecular do soluto = 58, 44 g mol-1 W = massa do picnômetro com a soluçãoWo = massa do picnômetro com água destiladaWe = massa do picnômetro vazio e seco



Faz-se o gráfico ϕ vs. (m)1/2 e encontra-se os valores necessáriospara o cálculo dos volumes parciais.

Para soluções diluídas, podemos obter V1 e V2 a partir da

definição de volume molar parcial:

V1 = volume molar parcial da água;V2 = volume molar parcial do soluto;V1° = volume molar da água pura (18,079 cm-3 à 29°C)m = molalidade;

2

0 V md

d

φº = volume molar aparente extrapolado quando m = 0



Sendo V1 = volume molar parcial da água e V2 = volume molar parcial da

solução de cloreto de sódio.

A partir desses valores do volume parcial da água e do cloreto de

sódio, podemos construir um gráfico analisando o comportamento deambos em função da concentração da solução.





md

d x

mmV V

251,55

0

11

md

d mV

2

30

2



Grupo Volume molar parcial

do água (V1)

Volume molar parcial

do NaCl (V2)

1 17,95 23,66

2 -------- --------

3 -------- --------

4 -------- --------

5 18,040 19,769

6 17,36 39,58

7 17,9547 22,5958

8 18,0671 20,5980

9 -------- ---------



Grupo Volume molar

parcial do água Volume molar

parcial do NaCl

1 18,08 17,96

2 -------- --------

3 -------- --------

4 -------- --------

5 18,069 18,610

6 18,05 12,01

7 22,5958 16,5399

8 17,9393 25,6886

9 -------- --------



[ ] =3 M

V1 médio = 17,87

V2 médio = 21,66

Vm da água pura, literatura = 18,07 cm3 mol-1

Vm do NaCl, literatura = 16,62 cm3 mol-1

[ ] =0,10 M

V1 médio = 18,95

V2 médio = 18,16

Conforme à molalidade de NaCl tende a zero, o volume

parcial da água se aproxima do volume molar da água pura



Cada experimento foi feito sob uma

temperatura e pressão específica

A solubilidade do sal NaCl é influenciada

pela temperatura e pela pressão



• Mudança na pressão, altera o potencial químico, fazendo comque o equilíbrio mude.

• Para uma mudança de equilíbrio, à temperatura constante, ecom expansão de trabalho, a mudança da energia de Gibbs é:

dG = V dp

dG2 = V2 dp

• Então, como o volume parcial molar do soluto em soluçãoaquosa é maior que o volume molar do sólido, um aumentona pressão irá aumentar o potencial químico do soluto emsolução.

A solubilidade vai aumentar com o aumento dapressão.



• Dissolução (endotérmico):

Processo endotérmico, a solubilidade

aumenta com o aumento da temperatura

Processo exotérmico, a solubilidade diminui

com o aumento da temperatura.

A solubilidade vai aumentar com o aumento da

temperatura



Aumento da concentração de sal

(eletrólito forte)

Maior atração das moléculas da superfície

para o centro da solução

Diminue o volume molar parcial da água



0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

18,0

18,5

19,0

19,5

20,0

20,5

V o l u m

e m o l a r p a r c i a l d o s o l v e

n t e ( m L / m o l )

concentração (mol/L)



Aumento da concentração de sal (eletrólito forte)

O sal fica com maior esfera de hidratação com o

aumento da concentração

aumento no volume molar parcial do sal



0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

18,6

18,8

19,0

19,2

19,4

19,6

19,8

V o l u m

e m o l a r p a r c i a l d o s o

l u t o ( m L / m o l )

concentração (mol/L)



O volume molar parcial de um

componente diminui paracompensar o aumento do

volume do outro componente



Pressão de vapor de cada componente é

diretamente proporcional à fração molar

deste componente na mistura.

As interações que as moléculas teriam com as

outras moléculas presentes não influenciam

na diminuição da pressão de vapor de uma

substância.



Componentes possuem algum tipo de

interação físico-química.

As moléculas ficam mais ou menos livres.

Pressões de vapor são maiores ou menores

do que as previstas pela Lei de Raoult.



“Determinações dos volumes molares parciais dos

componentes de uma solução e a comparação com

seus respectivos volumes molares quando puros,

constitui um importante critério para verificar aaporximação do sistema com a idealidade” [1]



• dilatação no picnômetro ( embora tenha umcoeficiente de dilatação pequeno)

• Pressão e temperatura constantes no momentoda pesagem

• frações da amostra podem ser perdidas durante oprocesso de transferência entre o recipiente e obalão volumétrico.

• entrada de bolhas de ar durante as medidas dopicnômetro

• boa limpeza da vidraria para eliminação deimpurezas



• utilização de água destilada fervida na

pesagem do picnômetro (evitar a formação de

bolhas causadas pela presença de gases na

água)

• realização de um banho de 25° C durante 15

minutos para cada uma das soluções, paraque a temperatura fosse mantida constante.









• http://www.marvial.oi.com.br/engqui/topicos/fisqui21.html , acessadaem Março

• CRC Handbook of Chemistry and Physics, 56th ed – F-5

• http://www.scielo.br/pdf/cta/v24n2/v24n2a17.pdf

• http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:N-

G7M_86PNoJ:plato.if.usp.br/~fap0181d/texts/densidade-2006.pdf+picnometria&hl=pt-BR&gl=br&pid=bl&srcid=ADGEESi0OFVj74a9sy9EyaxxbZdsD6hq_W_SBugEn8S1WH4zT6wK90ztRQdpjKxgFUhETkfdSrYKv_o4FDHuEXm4xLx4N0Ymz_Fp5x0WUNvllpU17WTzQmkRcb5RWkpMoUzZJbcXMWFV&sig=AHIEtbQxe-ihNYi7U_1xCNkde398C4DX_A

• http://64.233.163.132/search?q=cache:qATcyZ9E1SEJ:www.angelfire.com/home/em96/EPP_rel.04.doc+picnometria+pol%C3%ADmeros&cd=10&hl=pt-BR&ct=clnk&gl=br

http://www.marvial.oi.com.br/engqui/topicos/fisqui21.html

http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:N-G7M_86PNoJ:plato.if.usp.br/~fap0181d/texts/densidade-2006.pdf+picnometria&hl=pt-BR&gl=br&pid=bl&srcid=ADGEESi0OFVj74a9sy9EyaxxbZdsD6hq_W_SBugEn8S1WH4zT6wK90ztRQdpjKxgFUhETkfdSrYKv_o4FDHuEXm4xLx4N0Ymz_Fp5x0WUNvllpU17WTzQmkRcb5RWkpMoUzZJbcXMWFV&sig=AHIEtbQxe-ihNYi7U_1xCNkde398C4DX_A







http://64.233.163.132/search?q=cache:qATcyZ9E1SEJ:www.angelfire.com/home/em96/EPP_rel.04.doc+picnometria+pol%C3%ADmeros&cd=10&hl=pt-BR&ct=clnk&gl=br




















http://www.marvial.oi.com.br/engqui/topicos/fisqui21.html

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