Ácido Benzoico y Determinación de su Entalpía de Disolución

- Solubilidad del Ácido Benzoico y Determinación de su Entalpía de Disolución -

Objetivo: Estudiar la solubilidad del ácido benzoico como una función de la temperatura y calcular la

entalpía molar de disolución.

Fundamentos

Consideremos el equilibrio de disolución del ácido benzoico (B) en solución acuosa. La solución debe

estar saturada en este componente. Asociada a este proceso hay cambios de entalpía, que pueden

medirse analizando la dependencia de la solubilidad con la temperatura a presión constante. El

proceso puede representarse como se indica en (1).

B B ( ) ( , ) s aq sat ↽



⇀ (1)

Tal como se explicó en el TPNº 4 Curvas de Enfriamiento, la condición de equilibrio requiere la igualdad

de las energías libre molares parciales de cada componente en cada fase. En un sistema de varios

componentes como el que se estudia en este trabajo experimental, la energía libre molar parcial o

potencial químico, µ, expresa la contribución por mol de ese componente a la energía libre total de

cada fase. El potencial químico es una propiedad intensiva en esas condiciones y no depende de los

tamaños relativos de las fases en equilibrio. Este aspecto se tratará con mayor detalle en las clases

teóricas.

El proceso de disolución puede conducir a una solución

a) Ideal, en cuyo caso la solubilidad de ese componente A en otro componente líquido C no

depende de la naturaleza de este último. La solubilidad se dice ideal y la expresión que

describe que el comportamiento de la solubilidad con la temperatura depende de la entalpía

de fusión de A a la presión de trabajo. La solución ideal que se forma está saturada en A. La

dependencia de la solubilidad con la temperatura cumple con la ecuación:

(2)

La solubilidad en esta ecuación se expresa en fracción molar, aunque se puede escribir en una

escala de molalidad –m, moles de A por kg de C, hallando la relación entre xA y m para la

sustancia A.

En este análisis, siempre se separa el componente que está en exceso, A en este caso,

permaneciendo los moles de C en la solución, tal como se indica en la expresión previa.

b) Real, en cuyo caso la solubilidad de A en C no depende solamente de la entalpía de fusión de

A, sino que también intervienen las interacciones específicas que pueden existir en ambos

componentes. La sustancia A puede mantener la misma estructura molecular que tiene en el

sólido o puede disociarse como es el caso de sales que dan lugar a equilibrio de Kps. Esto tipo

de equilibrio se analizará más adelante al ver los laboratorio de pilas.

Si se identifica con s a la solubilidad en unidades de molalidad, la dependencia de esta propiedad con

la temperatura

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