Físico-química para as ciências químicas e biológicas
Obtener gráfico Volumen molar-Fracción molar de mezcla de manera que puedan obtenerse volúmenes parciales molares de disolvente y soluto a una fracción molar determinada.
Fecha: 21 de Febrero de 2021.
Ciclo Febrero-Agosto 2021.
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, OBJETIVO:
Obtener gráfico Volumen molar-Fracción molar de mezcla de manera que puedan obtenerse
volúmenes parciales molares de disolvente y soluto a una fracción molar determinada.
MARCO TEÓRICO
El Concepto “Propiedades molares parciales” refiere al tema “Cantidades molares parciales”, de
manera que forma parte de su introducción
CANTIDADES MOLARES PARCIALES
Las propiedades extensivas de un sistema de un componente a temperatura y presión constantes
sólo dependen de la cantidad presente del sistema. Sin embargo, si el volumen se expresa como una
cantidad molar, es una propiedad intensiva. Por lo tanto, el volumen molar del agua a 1atm y 298K es
0.018L/mol, sin importar si existe poca o mucha agua presente. En el caso de las soluciones los
criterios son diferentes. Una solución, por definición contiene al menos dos componentes. Las
propiedades extensivas de una solución dependen de la temperatura, presión y composición de la
solución. Al analizar las propiedades de cualquier solución, no podemos emplear cantidades molares;
en vez de eso, debemos utilizar cantidades molares parciales. Quizá la cantidad molar parcial más
fácil de entender es el volumen molar parcial, que se describe enseguida
VOLUMEN MOLAR PARCIAL
Los volúmenes molares parciales del agua y del etanol a 298K son 0.018L/mol y 0.058L/mol,
respectivamente. Si mezclamos medio mol de cada líquido, podría esperarse que el volumen
combinado fuera la suma de 0.018L/mol (1/2) y 0.058L/mol (1/2), esto es 0.038L/mol. En lugar de
ello, el volumen es de sólo 0.036L. La contracción del volumen es el resultado de la interacción
intermolecular desigual entre moléculas distintas. Debido a que las fuerzas de atracción entre el agua
y el etanol son mayores que las que existen entre las moléculas de agua y las de etanol, el volumen
total es menor que la suma de los volúmenes individuales. Si las fuerzas intermoleculares son más
débiles, entonces ocurrirá que la dilatación y el volumen final serán mayores que la suma de los
volúmenes individuales. Sólo si las interacciones entre moléculas similares y distintas son las
mismas, los volúmenes serán aditivos. Si el volumen final es igual a la suma de los volúmenes
separados, a la solución se le llama solución ideal.
A temperatura y presión constantes, el volumen de una solución está en función del número de moles
de las diferentes sustancias que se encuentran presentes; es decir:
V =V ( n 1, n 2 … )
En el caso de un sistema de dos componentes, la diferencial total, dV, está dada por:
∂V ∂V
dV =( ) dn 1+( ) dn2=V 1 dn 1+V 2 dn2
∂ n 1 T , P, n2 ∂ n 2 T ,P ,n 1
Donde V1 y V2 son los volúmenes molares parciales de los componentes 1 y 2. Por ejemplo, el
volumen molar parcial V1 nos indica la razón de cambio de volumen con el número de moles del
componente 1, manteniendo constantes a T y P y el componente 2. Alternativamente V1 se puede
considerar como el incremento de volumen resultante de la adición de 1mol del componente 1 a un
volumen muy grande de solución, de manera que su concentración permanece sin cambios. La
cantidad V2 se puede interpretar de forma similar;
V =n1 V 1++ n 2V 2
Esta ecuación nos permite calcular el volumen de la solución mediante la suma de los productos del
número de moles y el volumen molar parcial de cada componente.
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