Relatório 1 - Volume Parcial Molar - Físico química 2

Relatório 1 - Volume Parcial Molar - Físico química 2

UFPB - UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA

CCEN - CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA

DISCIPLINA: FÍSICO-QUÍMICA II

PROFESSORA: SOCORRO BRITO

RELATÓRIO

DE

FÍSICO-QUÍMICA II

AULA PRÁTICA N° 1

TÍTULO: VOLUME PARCIAL MOLAR

ALUNOS:Dariston Kleber Sousa Pereira Matrícula: 10611464

Bruno Leite Ramalho Matrícula: 10611252

OBJETIVO

Determinar os volumes parciais molares dos componentes de uma mistura binária utilizando o método das interseções.

INTRODUÇÃO

O conceito de propriedade parcial molar é muito importante no estudo de sistemas homogêneos, uma vez que traduz a variação duma determinada propriedade com a temperatura, pressão e a composição de outros componentes da mistura constantes. O volume molar parcial de uma substância em uma mistura é a quantidade parcial molar mais fácil de ser visualizada e é definido como a variação do volume total da mistura quando se adiciona 1 mol desta substância à um grande excesso da mistura

Deve-se acentuar o seguinte: embora o volume parcial molar do componente i, Vi, se refira a um só dos componentes da mistura, Vi reflete a influência das interações entre i e os demais componentes da mistura. Isto é, Vi depende não só das variáveis termodinâmicas comuns mas também da natureza de todos os componentes presentes na mistura. Isso se aplica para as outras propriedades parciais molares.

O volume total de uma mistura binária é dado por:

V = n1V1 + n2V2 (1)

Onde, e (2)

Sendo V1 e V2 os volumes parciais molares dos componentes da mistura.

Os volumes parciais molares dependem da composição da solução e seus valores podem ser significativamente diferentes dos volumes molares dos componentes puros. A divisão da eq. (1) por (n1 + n2), resulta em:

= x1V1 + x2V2 (3)

Onde é o volume molar da solução. A eq. (3) pode ser reescrita na forma

= V1 + (V2 – V1)x2 (4)

Em um gráfico de versus x2, a eq. (4) representa a tangente a esta curva em uma dada concentração. Esta tangente tem uma interseção igual a V1 em x2 = 0 e igual a V2 em x2 = 1. Sendo que em x2 = 0 tem-se apenas o componente 1 e em x1 = 0 tem-se apenas o componente 2.

Na prática, os volumes molares de misturas binárias, , são facilmente obtidos a partir de medidas de densidades.

= (5)

Onde,

ρsol = ρágua x msol/mágua (6)

PARTE EXPERIMENTAL

Material

Picnômetro tipo Weld;

Termômetro;

Balões volumétricos de 25mL:

Bureta de 50mL;

Balança;

Etanol absoluto (H3CCH2OH; 46 g/mol) e etileno glicol (HOCH2CH2OH; 62g/mol).

Procedimento

1. O par de líquidos a ser utilizado foi denominado como:

Líquido 1: etanol (H3CCH2OH);

Líquido 2: etileno glicol (HOCH2CH2OH).

2. Em balões volumétricos de 25mL foram preparadas 9 soluções de diversas composições, cujos volumes dos líquidos, que foram medidos em uma bureta, estão de acordo com a tabela 1.

3. Na sequência procedeu-se uma série de pesagens de todas as soluções obedecendo a seguinte ordem: balão vazio, balão + líquido 1, balão + líquido 1 + líquido 2. As massas obtidas se encontram na tabela 1.

4. A seguir o picnômetro foi pesado vazio e seco. Em seguida com água, depois com etanol e com etileno glicol. Também foi pesado com todas as soluções, rinsando-o com cada solução antes da respectiva pesagem. As massas do picnômetro com as soluções estão na tabela 1.

Tabela 1:

Solução

Massa Balão vazio (g)

Vol 1 (mL)

Massa Balão +líq. 1 (g)

Vol 2 (mL)

Massa total (g)

Massa Picnômetro + Soluções (g)

1

26,859g

4

30,015g

20

52,188g

25,662g

2

33,059g

6

37,770g

18

57,698g

25,416g

3

21,558g

8

27,765g

16

45,419g

25,141g

4

24,278g

10

32,061g

14

47,421g

24,901g

5

23,335g

12

32,726g

12

45,978g

24,620g

6

33,961g

14

44,923g

10

55,874g

24,312g

7

30,411g

16

42,925g

8

51,788g

24,066g

8

23,286g

18

37,384g

6

43,967g

23,758g

9

32,807g

20

48,419g

4

52,809g

23,500g

Massa do picnômetro + etanol = 22,878g

Massa do picnômetro + etileno glicol = 26,161g

TRATAMENTO DE DADOS

Primeiramente foram feitos os cálculos das composições de todas as soluções em termos de frações molares a partir das massas de etanol e etileno glicol nas soluções, para tais foram utilizadas as seguintes equações:

e , onde

As densidades das soluções foram calculadas utilizando-se a equação

onde a 27°C que foi a temperatura do experimento

E finalmente foram calculados os volumes molares das soluções através da equação

Todos os valores encontrados estão na tabela 2.

Tabela 2:

Solução

met

meg

msol

net

neg

nt

xet

ρsol

Etileno Glicol puro

 

 

 

 

 

 

0

1,1057

56,073

1

3,159

22,173

25,329

0,069

0,358

0,427

0,162

1,0562

56,162

2

4,711

19,928

24,639

0,102

0,321

0,423

0,241

1,0318

56,453

3

6,207

17,654

23,861

0,135

0,285

0,42

0,321

1,0045

56,557

4

7,783

15,36

23,143

0,169

0,248

0,417

0,405

0,9807

56,591

5

9,391

13,252

22,643

0,204

0,214

0,418

0,488

0,9528

56,853

6

10,962

10,924

21,886

0,238

0,176

0,414

0,575

0,9222

57,225

7

12,514

8,863

21,377

0,272

0,143

0,415

0,655

0,8978

57,375

8

14,098

6,583

20,681

0,306

0,106

0,412

0,743

0,8672

57,9

9

15,612

4,39

20,002

0,339

0,071

0,41

0,827

0,8416

57,967

Etanol puro

 

 

 

 

 

 

1

0,7799

58,982

GRÁFICO

A partir dos valores encontrados foi construído um gráfico da fração molar do etanol versus volume molar da solução.

Através do método das interseções os volumes molares parciais do etanol e do etileno glicol foram encontrados traçando-se uma reta tangente à curva em Xet = 0,5 e observando-se as interseções da reta com Xet = 0,0 e Xet = 1,0.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Os valores dos volumes molares parciais obtidos foram:

Os valores dos volumes molares parciais encontrados na literatura foram:

Erro relativo e absoluto

Para o etanol:

0,42%

Para o etileno glicol:

0,41%

é o valor obtido no experimento;

é o valor encontrado na literatura.

Observando-se os resultados obtidos para o erro, pode-se ver que os resultados foram bastante satisfatórios, com valores muito baixos. Isto sugere que existe uma semelhança das forças intermoleculares entre o etanol e etileno glicol para os valores da literatura e os valores obtidos experimentalmente.

BIBLIOGRAFIA

LOUCKS, L. F., J. Chem. Educ., 76 (1999) 426.

ATKINS Peter, DE PAULA Julio; Físico Química, editora LTC, vol. 1, 7ª edição, 2003.

Comentários