Laboratorio n1: Densidad y peso molecular

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y TEXTIlFSICO-QUMICA II QU435-A2015-1

Volumenes Molares Parciales

Profesores:Ing. Karin Paucar Cuba

integrantes Grupo 1Muoz Villegas Edward JosuTarazona Cruz KatherinOchoa Alva Jhonny

29 de abril de 2015Contenido1Objetivos12Fundamento terico12.1Volmenes Molares parciales12.2Relacin entre el volumen de la disolucin y los volumenes molares parciales12.3Metodo de intersecciones23Datos33.1Datos experimentales33.2Datos bibliogrficos44Tratamiento de datos55. discucin de resultados86. Conclusiones97. Bibliografa9

Volmenes Molares ParcialesObjetivos La experiencia consiste en la medicin de la densidad de mezclas de etanol y agua con distintas composiciones y la determinacin de los volmenes molares parciales experimentales del agua y etanol mediante clculos en los datos de densidad.Fundamento tericoVolumenes parcialEs[footnoteRef:1] [1: (Atkins)]

Cantidades molares parciales nos dicen cmo las propiedades de las soluciones cambian con la concentracin. Nosotros necesitar saber cantidades molares parciales para todas las extensas propiedades de una solucin, incluyendo V, G, H, S, y A. Por ejemplo, el volumen molar parcial es importante en la oceanografa y acuticos ciencias del medio ambiente, por lo que se mide el volumen molar parcial de soluciones de NaCl en este laboratorio. Otro ejemplo es que se necesita volumen molar parcial en bioqumica para cuidado clculos de los pesos moleculares de protenas y cidos nucleicos usando ultra centrifugacin. La energa libre de Gibbs molar parcial, que se llama el potencial qumico, es fundamental para el estudio de soluciones.Tomemos un ejemplo de una solucin de dos componentes con n1 moles de componente 1 y n2 moles de componente 2. El cambio en la energa libre de Gibbs con la concentracin a temperatura constante y presin esLa Energa libre de Gibbs molar parcial con respecto a los cambios en el nmero de moles de componente 1 es

La Energa libre de Gibbs molar parcial es la energa libre de Gibbs por mol de compuesto en la solucin. El molar parcial Energa libre de Gibbs con respecto a los cambios en el nmero de moles de componente 2 esSustituyendo estas definiciones en la ecuacin 1 se obtiene:que determina el cambio en la energa libre de Gibbs para los cambios en la concentracin. El importante punto es que las propiedades molares parciales dependen de la concentracin. Por lo tanto conocer la dependencia de la concentracin es crucial para la comprensin de soluciones. De todas las extensas propiedades termodinmicas, el volumen es el ms fcil de visualizar; esto tambin es vlido para los volmenes molares parciales, que se definen comoEl volumen molar parcial del componente 1 es el volumen por mol de compuesto 1 en la solucin. Del mismo modo, el volumen molar parcial del componente 2 es el volumen por mol de compuesto 2 en la solucin. El cambio total en el volumen de los cambios en la concentracin de la solucin esMs compacta, usando la ecuacin de volmenes parciales escribimos:Para integrar esta expresin tenemos que tener en cuenta que V1 y V2 depender de la concentracin, por lo que debe tener cuidado de hacer las integrales de una manera que mantiene la concentracin de la constante de solucin. Hacer esto, slo tiene que aadir los dos componentes juntos manteniendo la concentracin de la misma a medida que aadimos el nmero total de moles de ambos componentes; Gota a gota se aade 1 a 2 en la proporcin adecuada de modo que la solucin siempre tiene la misma concentracin, la Figura 1. La integral se dice entonces que hacer a composicin constante 1.

Figura 1. Integracin a composicin constante puede ser visto como la adicin de los componentes de la solucin al mismo tiempo, siempre a la misma concentracin hasta n1 moles de 1 y n2 moles de 2 se han aadido al vaso de precipitados.

Desde V 1 y V 2 ahora son constantes, la forma integrada de esta ecuacin esEsta ecuacin es un resultado interesante y sorprendentemente simple.

Materiales y Equipos

Tapn de corcho

Matraz Erlenmeyer

Termmetro

Picnmetro

Procedimiento Experimental

ClculosDatos tericos H2OC2H5OH

26C0,99670,7843

M (g/mol)18,0152846,07

Datos experimentalesm picnmetro (g)

Secoc/muestrac/H2O

22,6742,8447,26

T lab. (C)

26

V (mL)

N MuestraH2OC2H5OHdens. (g/mL)

14510,9936

24520,9899

33020,9892

42530,9819

53050,9755

625100,9561

718100,9405

815150,9208

98200,8722

10328,30,8175

112300,8096

120300,7861

134020,9922

1).

1) Fracciones molares (%)

H2OC2H5OH

0,98910,0109

0,97840,0216

0,96790,0321

0,94370,0563

0,92350,0765

0,83420,1658

0,78370,2163

0,66800,3320

0,44600,5540

0,17580,8242

0,11830,8817

0,00001,0000

0,97580,0242

2).

2) Masa molar de la mezcla

M (g/mol)

18,32

18,62

18,91

19,59

20,16

22,67

24,08

27,33

33,56

41,14

42,75

46,07

18,70

3).

Volumen molar de la mezcla

Vm (mL/mol)

18,44

18,81

19,12

19,96

20,67

23,71

25,61

29,68

38,48

50,32

52,81

58,61

18,84

ResultadosCuadro de resumenN MuestraH2OC2H5OHM (g/mol)Vm (mL/mol)

10,98910,010918,3218,44

20,97840,021618,6218,81

30,96790,032118,9119,12

40,94370,056319,5919,96

50,92350,076520,1620,67

60,83420,165822,6723,71

70,78370,216324,0825,61

80,66800,332027,3329,68

90,44600,554033,5638,48

100,17580,824241,1450,32

110,11830,881742,7552,81

120,00001,000046,0758,61

130,97580,024218,7018,84

Con los valores dados y obtenidos hallaremos la grfica Volumen molar total vs C2H5OH

Hallando los interceptos

Con los datos del cuadro de resumen necesitamos la proporcin del C2H5OH para el Vmp H2O y Vmp C2H5OH

X C2H5OHVmp H2OVmp C2H5OH

0.010918.10550.623

0.021618.10250.793

0.032118.09850.958

0.056318.08051.333

0.076518.05951.639

0.165817.88352.910

0.216317.72753.572

0.332017.21454.932

0.554015.62056.935

0.824212.60558.296

0.881711.81058.433

1.000010.00758.546

0.024218.10150.835

discucin de resultados En la grfica de volumen molar de la mezcla con un ajuste a una ecuacin cuadrtica se obtiene un R^2=1. Esto indica una excelente aproximacin de los datos pues no se realizaron numerosas mediciones ni estas fueron muy complejas. Adems que se utilizaron una gran cantidad de datos tericos sobre solo tres medidos. El clculo de los volumenes molares parciales se obtuvo mediante el mtodo de los interseptos en la curva de volumen molar vs compocin molar de la mezcla. No es importante realizar las mezclas a la medida exacta que estipula la gua, solo es necesario tomar correctamente los volumenes utilizados para cada una de estas pues de igual manera las mediciones sern un punto distinto sobre la grfica. Los cambios en la pendiente terica de la curva de volumenes molares parciales del agua y el etanol vs composicin a penas se aprecia sobre la grfica calculada. A pesar de no apreciarse son correctas por los valores que estas tienen.Conclusiones Se logra, solo con la medicin de volumenes utilizados para las mezclas y su densidad, determinar los volumenes molares parciales de cada componente. Las mediciones poco complejas hicieron posible la obtencin de buenos valores calculados para las grficas .

AplicacionesEfectos de la concentracin, la temperatura y el Disolvente Composicin de los volmenes molares parciales de sodio Sulfonato de poliestireno en metanol -Agua Solventes Medios[footnoteRef:2] [2: (Das, 2009 )]

Los polielectrolitos son polmeros que tienen grupos ionizables, que en polar disolventes, pueden disociarse en cadenas polimricas cargadas y los pequeos contraiones de carga opuesta. Propiedades de la solucin de polielectrolitos, tanto en el presencia y en ausencia de sal aadida, difieren considerablemente de los de neutral soluciones macromoleculares o los de electrolitos simples. El origen de esta especificidad reside en la combinacin de propiedades derivadas de molculas de cadena larga con los derivados de interacciones de carga. La alta densidad de carga en el macro ion produce un campo inico fuerte que atrae iones contrarios. Esta fuerte inica la interaccin es la fuente de las propiedades caractersticas de polielectrolitos. Corriente inters en las soluciones polimricas cargadas, en particular en inico de alto peso molecular macromolculas, con el apoyo de las necesidades de la biofsica desde biopolmeros son normalmente cargada en condiciones fisiolgicas y muchos de sus biolgica funciones se rigen por el comportamiento polielectrolito. En la contabilizacin de la comportamiento de disolucin de polielectrolitos biolgicos y sintticos, la elucidacin de la interacciones entre los contraiones y grupos cargados en la poliin son de esencial importancia. Efecto polielectrolito incluye tanto desviaciones del comportamiento de polmeros neutros causados por la existencia de cargas a lo largo de la cadena polimrica y desviaciones del comportamiento de los electrolitos causada por la fijacin de un tipo de cargos en la cadena polimrica. Por lo tanto, adems del mtodo de caracterizacin macromolecular, tambin se han aplicado tcnicas electroqumicas para investigar el comportamiento de disolucin de polielectrolitos. Por lo que sabemos, hay poco trabajo en la literatura sobre el efecto de la temperatura sobre los volmenes molares parciales del polielectrolito y no ms se ha trabajado en el efecto de medio. Los resultados son reportado para las mediciones de densidad en sulfonatopoliestireno de sodio, un tensioactivo aninico polielectrolito, en metanol-agua mezclada medio disolvente con diferentes relativa permitividad a diferentes temperaturas. Un conocimiento a travs del comportamiento de la solucin de polielectrolitos merece informacin sobre una variedad de fsica y qumica parmetros. El volumen molar parcial es uno de los termodinmico importante propiedades que pueden ser tiles en la identificacin de disolvente - soluto, as como interacciones soluto - soluto. 6 Adems, este volumen molar parcial es necesaria para la aplicacin de los mtodos de caracterizacin y tcnicas fisicoqumicas, incluyendo ultra centrifugacin analtica y preparativa, as como pequeo - de rayos X de ngulo y dispersin de neutrones. Recientemente procedimientos empricos han sido desarrollados para calcular y predecir el volumen molar parcial para compuestos orgnicos no inicos y inicos en soluciones acuosas. Sin embargo, la evaluacin de estos procedimientos para polielectrolito est limitada por la falta de disponibilidad de los datos experimentales fiables de una amplia variedad de estructuras qumicas y las caractersticas macromoleculares. Los efectos de la concentracin, temperatura y composicin del disolvente en el volumen molar parcial han sido estudiados para el polystyrenesulphonate polielectrolito de sodio. BibliografaAtkins, P. W. (n.d.). Physical Chemistry (7th Ed. ed.).Das, A. B. (2009 ). PKP. Retrieved Abril 2015, from J. Nepal Chemistry: http://www.nepjol.info/index.php/JNCS/article/viewFile/2100/1939