Trabajo de Termodinámica

TRABAJO PRà CTICO Nº 3: PROPIEDADES MOLARES PARCIALES
Uno de los objetivos principales de este trabajo práctico es la determinación de los volúmenes
especÃ−ficos de una determinada cantidad de mezclas binarias etanol-agua de distinta composición. Para
ello realizamos mediciones de densidad a temperatura constante mediante una balanza de cadena. Con los
datos experimentales obtenidos y los conocimientos teóricos calculamos los volúmenes molares parciales
de cada componente para las distintas composiciones de mezcla.
PROCEDIMIENTO:
• Se prepararon soluciones etanol-agua de composiciones 0; 0.1; 0.2; 0.3; 0.4; 0.5; 0.7; 0.85.
• Se determinan las densidades correspondientes a temperatura ambiente, mediante la utilización de la
balanza de cadena.
NOMENCLATURA:
et=etanol
H=agua
REPORTE DE DATOS:
Gráfico de VM vs. Xetanol:
Gráfico de ΠVM vs. Xetanol:
El volumen molar parcial de un componente a partir del gráfico de VM vs. Xetanol se calcula mediante el
método gráfico de la tangente. Para calcular el volumen molar parcial del componente 1 a una fracción
molar correspondiente, se calcula la derivada del VM con respecto a X1. La derivada en este punto representa
la pendiente de la recta tangente de VM en X1. Los volúmenes molares parciales de los componentes 1 y 2
son las intersecciones de dicha recta tangente con las rectas verticales de x=0 y x=1.
VOLUMENES MOLARES PARCIALES:
Xetanol
Vetanol
Vagua
0,0
0.059
0.05
0,1
0.059
0.05
0,2
0.059
0.05
0,3
0.059
0.05
0,4
0.06
0.049
0,5
0.06
0.049
0,7
0.06
0.049
0,85
0.06
0.049
1,0
0.06
0.049
ECUACIÃ N DE GIBBS-DUHEN:
Tabla de valores experimentales:
1
Con estos datos confeccionamos los gráficos correspondientes a VM vs. Xetanol y ΠVM vs. Xetanol.
Xetanol
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,70
0,85
1,00
Xagua
1,00
0,90
0,80
0,70
0.80
0,50
0,30
0,15
0,00
PMM
18,0
21,0206
23,8674
26,5806
29,1826
32,6992
38,3472
42,3081
46,0000
dM
0,9959
0,9652
0,9400
0,9222
0,9199
0,9125
0,8997
0,8449
0,8449
VM
18,0741
21,7785
25,3808
28,8230
31,7237
35,8348
42,6222
50,0747
54,4443
VNOMEZ
18,0741
21,9977
25,6955
29,2198
32,5997
37,1675
44,5038
49,6488
54,4443
â VM
0,0000
-0,2192
-0,3046
-0,3967
-0,8759
-1,3327
-1,8816
0,4259
0,0000
Comprobación experimental de la ecuación de Gibbs-Duhem:
Para ello tomamos dos puntos cualesquiera y evaluamos la derivada de los volúmenes molares con respecto
a la fracción molar del etanol. Para este caso tomamos los puntos Xetanol = 0.2 y Xetanol = 0.6.
CUESTIONARIO:
• ¿Qué tipo de solución es la de etanol-agua desde el punto de vista termodinámico?
Se mezcla con agua en cualquier proporción y da una mezcla azeotrópica con un contenido de
aproximadamente el 96 % de etanol. Un azeótropo es una mezcla lÃ−quida de dos o más componentes que
poseen un único punto de ebullición constante y fijo, y que al pasar al estado vapor se comporta como un
lÃ−quido puro, o sea como si fuese un solo componente.
• Interprete molecularmente la respuesta a la pregunta 1).
Los alcoholes de pocos átomos de carbono son solubles en todas las proporciones. La solubilidad del alcohol
reside en el grupo -OH incorporado a la molécula del alcano respectivo. Las uniones puente de hidrógeno
también se manifiestan entre las moléculas de agua y el alcohol
ASOCIACIÃ N DE ETANOL CON AGUA:
Esta asociación explica la solubilidad del alcohol etÃ−lico con el agua: forman semicombinaciones.
La solubilidad de los alcoholes disminuye con el aumento del número de átomos de carbono, pues el grupo
hidroxilo constituye una parte cada vez más pequeña de la molécula y el parecido con el agua
disminuye a la par que aumenta la semejanza con el hidrocarburo respectivo.
• Enumerar las posibles causas de error de la práctica realizada en el laboratorio
Las posibles fuentes de error fueron
• Mezclas preparadas defectuosamente en la medición.
• Calibrado erróneo la balanza.
• Mala determinación de los últimos decimales de densidad.
• Manipulación constante de la solución (pudo haber elevado la temperatura de la misma,
provocando cambios en el volumen).
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• Proponga otra técnica experimental, factible a ser implementada en el laboratorio, para obtener la misma
información obtenida en este trabajo práctico. Compare su precisión con el método utilizado aquÃ−.
• Mediante la utilización de un densÃ−metro
Dependiendo del lÃ−quido, se escoge un densÃ−metro u otro, ya que existen varios modelos, para medir
distintas densidades. La presicion de un densÃ−metro digital es extremadamente exacta y ademas se tarda
menos tiempo en efectuar la medicion.
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