UFPB - UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBACCEN - CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZADISCIPLINA: FÍSICO-QUÍMICA IIPROFESSORA: SOCORRO BRITO

RELATÓRIO DE

FÍSICO-QUÍMICA II

AULA PRÁTICA N° 1TÍTULO: VOLUME PARCIAL MOLAR

ALUNOS: Dariston Kleber Sousa Pereira Matrícula: 10611464 Bruno Leite Ramalho Matrícula: 10611252OBJETIVO

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 25,662g2 33,059g 6 37,770g 18 57,698g 25,416g3 21,558g 8 27,765g 16 45,419g 25,141g4 24,278g 10 32,061g 14 47,421g 24,901g5 23,335g 12 32,726g 12 45,978g 24,620g6 33,961g 14 44,923g 10 55,874g 24,312g7 30,411g 16 42,925g 8 51,788g 24,066g8 23,286g 18 37,384g 6 43,967g 23,758g9 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 56,1622 4,711 19,928 24,639 0,102 0,321 0,423 0,241 1,0318 56,4533 6,207 17,654 23,861 0,135 0,285 0,42 0,321 1,0045 56,5574 7,783 15,36 23,143 0,169 0,248 0,417 0,405 0,9807 56,5915 9,391 13,252 22,643 0,204 0,214 0,418 0,488 0,9528 56,8536 10,962 10,924 21,886 0,238 0,176 0,414 0,575 0,9222 57,2257 12,514 8,863 21,377 0,272 0,143 0,415 0,655 0,8978 57,3758 14,098 6,583 20,681 0,306 0,106 0,412 0,743 0,8672 57,99 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.