Laboratorio de Fisicoquímica IV. Sección: 002 Titular: José Andrés Reyes Avendaño.
Práctica I. VOLÚMEN PARCIAL MOLAR EN UN SISTEMA BINARIO.
Alumnos:
Cruz Rodríguez Yanine. Hernández Sánchez Saúl. Hernández Martínez Jesus Alberto. Limón Solano Francisco Alejandro. Luna García Angelica.
Horario.
Jueves 11:00-1:00 PM.
Periodo.
Otoño 2018.
OBJETIVO. El objetivo de esta práctica es observar y estudiar el comportamiento del volumen de una disolución según la influencia que el soluto tenga en esta, además de poner en práctica el conocimiento teórico sobre volúmenes parciales molares empleando el método de la pendiente para describir el comportamiento del volumen de una mezcla binaria.
FUNDAMENTO. En el estudio de mezclas, en específico de disoluciones ideales, siempre se ha comprendido que el Volumen Total no es más que la suma de los volúmenes de las sustancias que comprenden la mezcla, hablando de soluciones binarias se tendría entonces que:
= + Sin embargo, es bien sabido que, para una disolución real y molecularmente hablando, las especies químicas que interactúen entre sí, sin considerar reacción química, dentro de la mezcla, posee diferentes espacios intermoleculares que, en estado puro, es decir sin ser mezclados con ninguna otra sustancia podrían ser valores despreciables, pero que al participar en una mezcla, los espacios intermoleculares de A serán o no ocupados en su totalidad o parcialmente por las moléculas de B y viceversa. Es por eso que, en el estudio de las disoluciones binarias reales, se debe considerar que Volumen Total no siempre es igual a la suma de los volúmenes de las sustancias que participen en esta; debido a factores tales como: -
Fuerzas intermoleculares Cantidades molares Interacciones moleculares
Por tanto, el estudio de las mezclas binarias se comprenderá mejor si se habla del término: volumen parcial molar , una propiedad extensiva que se expresa como :
̅ = (),,≠ “
El cambio en el volumen de una disolución homogénea por mol de soluto añadido
”
Resultando entonces que el Volumen Total de la disolución binaria, sería expresado como :
= 1 ∗ ̅1 + 2 ∗ ̅2 Uno de los métodos para determinar los volúmenes parciales molares de una disolución, consiste en construir un gráfico que represente el comportamiento del volumen de la
disolución con respecto al número de moles de soluto y determinando la pendiente de la curva para cada concentración presente en esta. Este método es conocido como el Método de la Pendiente y se expresa como:
̅ = (),, = −− 00 METODOLOGÍA.
INICIO
En un matraz aforado, calentar 100 ml de agua destilada a baño María, utilizando un vaso de precipitado de 1 L
¿La temperatura se mantiene constante a 25°C?
No
Asegurarse de que el agua del baño María cubra por completo las paredes del matraz y esperar
Si
Medir 1 gramo de ácido oxálico
Vaciar lo contenido en el matraz aforado a un vaso de precipitado de 150 ml Devolver el matraz aforado al baño María Agregar el ácido oxálico medido
Con ayuda de un agitador de vidrio, agitar la mezcla hasta disolver por completo Añadir 100 ml de la solución preparada preparada al matraz aforado Medir el volumen sobrante de la disolución con una pipeta y añadirlo a un segundo vaso de precipitado, el cual, será para residuos Anotar el resultado obtenido
No
¿Se midieron todas las
Si
Limpiar el área de trabajo e instrumentos utilizados
FIN
Observaciones. Conforme se iba saturando la disolución, agregando gramo a gramo ácido oxálico, se fueron pesando los gramos de ácido oxálico en la balanza, momentos antes cada que se preparaba la disolución en el vaso de precipitado. Esto fue debido al reactivo, el cual, absorbe humedad del aire fácilmente. Tabla de resultados obtenidos: g(soluto) 1.0011 2.0011 3.0020 4.0016 5.0020 6.0051 7.0073 8.0280 9.0281 10.0299
Volumen total (mL) 100.57 101.1 101.6 102.2 102.9 103.5 104.2 104.7 105.2 105.6
Volumen sobrante (mL) 0.57 1.1 1.6 2.2 2.9 3.5 4.2 4.7 5.2 5.6
Cálculos, Tablas, Gráficas.
#
g (Soluto)
g (solvente)
n (soluto)
V (Sobrante)
VT
[m]
1
1.0011
1.0011
100
0.011119034
0.011119034
0.57
100.57
10.011
2
1
2.0011
100
0.011106816
0.02222585
1.1
101.1
10
3
1.0009
3.002
100
0.011116813
0.033342663
1.6
101.6
10.009
4
0.9996
4.0016
100
0.011102374
0.044445037
2.2
102.2
9.996
5
1.0004
5.002
100
0.011111259
0.055556296
2.9
102.9
10.004
6
1.0031
6.0051
100
0.011141248
0.066697544
3.5
103.5
10.031
7
1.0022
7.0073
100
0.011131251
0.077828795
4.2
104.2
10.022
8
1.0207
8.028
100
0.011336728
0.089165523
4.7
104.7
10.207
9
1.0001
9.0281
100
0.011107927
0.10027345
5.2
105.2
10.001
10
1.0018
10.0299 10.0299
100
0.011126809
0.111400259
5.6
105.6
10.018
VT 100 100.57 101.1 101.6 102.2 102.9 103.5 104.2 104.7 105.2 105.6
Mezcla binaria C2H2O4 / H2O a 25°C
nsoluto 0 0.01112 0.02223 0.03334 0.04445 0.05556 0.0667 0.07783 0.08917 0.10028 0.1114
106.0 105.5 105.0 104.5 104.0 103.5 l 103.0 /mt
V 102.5 102.0 101.5 101.0 100.5 100.0 0.00 0.00 0.01 0.01 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04 0.05 0.05 0.06 0.06 0.07 0.07 0.08 0.08 0.09 0.09 0.10 0.10 0.11 0.11
(C2H2O4)/mol
n
VT 100.57 101.1 101.6 102.2 102.9 103.5 104.2 104.7 105.2 105.6
m1 10.011 20.011 30.02 40.016 50.02 60.051 70.073 80.28 90.281 100.299
m2 10.011 10 10.009 9.996 10.004 10.031 10.022 10.207 10.001 10.018
Grafico [m] vs VT 100
80 4
O 2 60 H 2 C e d ] 40 m [
20
0 100
101
102
103
104
VT
105
106
107
Conclusiones. Se concluye de la práctica anterior que, considerar la suma del volumen de un soluto y un solvente no será él mismo volumen al teórico en una solución real, ya que intervienen más factores de los esperados como son el tamaño de las moléculas, estructura, fuerzas de atracción y cantidades molares, al igual que factores externos como son la presión y temperatura, debido a que estos pueden alterar el comportamiento de las moléculas, entonces para determinar el volumen de una disolución que se comporta de manera real en un sistema binario, se debe considerar un termino importante, volumen parcial molar, donde se considera el número de moles involucrados en la solución, por lo que, en esta práctica se analizó el comportamiento que tenia el volumen al irse añadiendo más soluto al solvente, concluyendo que el volumen en el residuo después de aforar el matraz va en incremento, deduciendo que se comporta la solución de una manera real.
Bibliografía.
