Produccion-petrolera

VOLUMEN MOLAR PARCIAL

1.-INTRODUCCION

1.1.- fundamento teórico

Las magnitudes termodinámicas como la entropía S, energía interna E, volumen V ó entalpía H son magnitudes extensivas, que dependen de la cantidad de sustancia. Sin embargo existen otras magnitudes termodinámicas que no dependen de la masa y tienen un valor determinado en cada punto del sistema. Se puede cambiar las variables extensivas a intensivas. Esto se hace dividiendo por la masa (el cociente entre dos magnitudes extensivas es una magnitud intensiva). Así, aparecen las magnitudes molares y, para una mezcla de componentes, se define la magnitud molar parcial.

Magnitud molar parcial está asociada a otra variable extensiva, es la derivada parcial de dicha variable extensiva con respecto a la variación del número de moles de una de las sustancias del sistema manteniendo la presión, la temperatura y el número de moles de las demás sustancias constantes. La propiedad molar parcial se representa por . La expresión es la siguiente:

Las magnitudes molares parciales se usan en mezclas para indicar la no aditividad de las propiedades extensivas de las mismas, es decir, la propiedad de la mezcla no es igual a la suma de la propiedad de los componentes puros por separado. Por ejemplo el volumen molar de una mezcla binaria no es la suma de los volúmenes molares de los componentes puros:

La propiedad molar parcial de una sustancia pura es igual a la magnitud molar correspondiente:

Matemáticamente las magnitudes molares parciales son funciones homogéneas de grado cero, es decir, no dependen de la cantidad de sustancia, por tanto variables intensivas.

Para el cálculo de la propiedad molar de una mezcla usamos la siguiente ecuación general a partir de las magnitudes molares parciales:

(a P y T constantes)

Una propiedad molar parcial muy importante es la energía de Gibbs molar parcial o potencial químico.

1.2. Objetivos

Aplicar conceptos teóricos de volumen específico a la practica

Determinar experimentalmente el volumen molar parcial de una mezcla binaria

1.3 Materiales

Vasos de precipitados de 100 ml y 50 ml

Picnómetro

Pipeta

Etanol 96 % m/m

Agua destilada

Balanza analítica

2.- PROCEDIMIENTO

PROCEDIMIENTO

2.1 Medición del volumen aparente:

Pesamos el picnómetro seco y vacío

Medimos la temperatura del agua destilada y haci obtuvimos en tablas la densidad que corresponde a esa temperatura

Llenamos el picnómetro con agua destilada y lo pesamos

Calculamos el volumen aparente del picnómetro con la diferencia entre el picnómetro vacío y el picnómetro con agua y la densidad.

2.2 Preparación de disoluciones y medición del peso aparente

Partimos del etanol comercial del 96% v/v, la concentración en peso se determina de la siguiente manera.

Pesamos el picnómetro vacío y seco

Luego pesamos el picnómetro lleno de etanol

Con la diferencia de pesadas determinamos la masa del etanol comercial, con ayuda del volumen aparente y la densidad del etanol de bibliografía se determina la masa del etanol, la relación entre ambas da el % m/m.

2.3 Determinación de densidades de las disoluciones

Pesamos el picnómetro vacío.

Llenamos con la solución C1 y lo volvimos a pesar, de la resta se tiene la masa del alcohol.

Determinamos la densidad de la solución 1 con el volumen aparente y la masa del alcohol.

3.- CÁLCULOS Y RESULTADOS

3.1.- Cálculo del volumen del picnómetro

Tabla 1.-Datos iniciales

Peso del picnómetro vacío 20,3856 gramos

Peso del picnómetro con agua 47,1444 gramos

Densidad del agua a21 °C 0,99802 g/cc

Temperatura del agua en el laboratorio 21°C

Cálculo de la masa del agua en el picnómetro.

P picnómetro + agua + P Picnómetro vacío = mH20

mH20= 47,1444 – 20,3856 = 26,7588 g

Cálculo del volumen del agua o del picnómetro

ρ=m/v

v=m/ρ=26,7588/0,99802=26,8119 cc

3.2.- Cálculo de las densidades de etanol

3.2.1.- Cálculo de la densidad de etanol al 94%

Tabla 2.-Datos de etanol al 94%

Peso del picnómetro vacío 20,3856 gramos

Peso del picnómetro con etanol 41,9919 gramos

Volumen del picnómetro 26,8119 centímetros cúbicos

P picnómetro + etanol + P Picnómetro vacío = metanol

Metanol= 41,9919 – 20,3856 = 21,6063 g

ρ=m/v=21,6063/26,8119=0,8058 g/cc

3.2.2.- Cálculo de la densidad del etanol a 90%

Cálculo de la cantidad de etanol más agua a 90%

21,6063g*0,94=m*0,90

m= (21,6063*0,94)/0,90=22,5666 gramos

Cálculo de la nueva concentración de etanol

Tabla 3.-Datos para la nueva concentración de etanol

Peso del etanol a 94% 21,6063 gramos

Peso del etanol a 90% 22,9737 gramos

21,6063 g*0,94=22,9737*%

%= (21,6063*0,94)/22,9737*100=88,40%

Cálculo de la densidad de etanol al 88,40%

Tabla 4.-Datos de etanol al 88,40%

Peso del picnómetro vacío 20,3856 gramos

Peso del picnómetro con etanol 42,4052 gramos

Volumen del picnómetro 26,8119 centímetros cúbicos

P picnómetro + etanol + P Picnómetro vacío = metanol

Metanol= 42,4052 – 20,3856 = 22,0196 g

ρ=m/v=22,0196/26,8119=0,8213 g/cc

3.2.3.- Cálculo de la densidad del etanol a 80%

Cálculo de la cantidad de etanol más agua a 80%

21,8302 g*0,8840=m*0,80

m= (21,8302*0,8840)/0,8=24,1224 gramos

Cálculo de la nueva concentración de etanol

Tabla 5.-Datos para la nueva concentración de etanol

Peso del etanol a 88,40% 21,8302 gramos

Peso del etanol a 80% 24,0635 gramos

21,8302 g*0,8840=24,0635*%

%= (21,8302*0,8840)/24,0635*100=80,20%

Cálculo de la densidad de etanol al 80,20%

Tabla 6.-Datos de etanol al 80,20%

Peso del picnómetro vacío 20,2856 gramos

Peso del picnómetro con etanol 42,9288 gramos

Volumen del picnómetro 26,8119 centímetros cúbicos

P picnómetro + etanol + P Picnómetro vacío = metanol

Metanol= 42,9288– 20,2856 = 22,6432 g

ρ=m/v=22,6432/26,8119=0,8445 g/cc

3.2.4.- Cálculo de la densidad del etanol a 70%

Cálculo de la cantidad de etanol más agua a 70%

22,5434 g*0,8020=m*0,7

m= (22,5434*0,8020)/0,7=25,8281

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