Termo 3 PRACTICA Nº 4

LABORATORIO DE TERMODINAMICA QUIMICA I

PRACTICA Nº 4

“EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPOR DE UNA SOLUCION NO IDEAL A BAJA PRESION”

OBJETIVOS

Preparar una serie de soluciones de cloroformo (1) y metanol (2), medir a cada una su temperatura de burbuja y la composición de los vapores, a presión atmosférica.

A partir de los datos experimentales, determinar el coeficiente de actividad (γ1) de cada componente en cada solución.

Investigar el modelo de solución (Margules o Van Laar) al que se ajusta el sistema.

Corroborar el punto 3, elaborando los cálculos correspondientes y comparando los resultados con los datos experimentales.

INTRODUCCION TEORIA

La Ley de Raoult

La Ley de Raoult establece que la relación entre la presión de vapor de cada componente en una solución ideal es dependiente de la presión de vapor de cada componente individual y de la fracción molar de cada componente en la solución. La ley debe su nombre al químico francés François Marie Raoult (1830-1901). Si un soluto tiene una presión de vapor medible, la presión de vapor de su disolución siempre es menor que la del disolvente puro. De esta forma la relación entre la presión de vapor de la disolución y la presión de vapor del disolvente depende de la concentración del soluto en la disolución. Esta relación entre ambos se formula mediante la Ley de Raoult mediante la cual: la presión parcial de un disolvente sobre una disolución P1 está dada por la presión de vapor del disolvente puro Po1, multiplicada por la fracción molar del disolvente en la disolución X1.

Es decir que la presión de vapor del soluto crece linealmente con su fracción molar. En una solución que sólo contenga soluto, se tiene que X1=1-X2, donde X2 es la fracción molar del soluto, pudiendo escribir la formulación de la ley como:

Se puede ver de esta forma que una disminución en la presión de vapor, ΔP es directamente proporcional a la concentración del soluto presente.

Coeficiente de actividad

El coeficiente de actividad es un número que expresa el factor de actividad química de una substancia en su concentración molar.

La concentración medida de una sustancia no puede ser un indicador preciso de su eficacia química como se representa por la ecuación de una reacción particular; en dados casos, la actividad es calculada al multiplicar la concentración por el coeficiente de actividad.

En los solutos, el coeficiente de actividad es una medida de cuanto la solución difiere de una disolución ideal.

DIAGRAMA

DATOS EXPERIMENTALES

X1 Volumen ml cloroformo(1) Volumen ml metanol (2) η (líq) η (cond) Tburbuja

ºC

0 0 60 1.3292 59.2

0.1 10.86 49.14 1.3530 1.3770 55.1

0.2 19.92 40.08 1.3672 1.3550 53

0.3 27.60 32.40 1.3829 1.4057 51

0.4 34.20 25.80 1.3964 1.4135 50

0.5 39.92 20.05 1.3998 1.4100 49

0.6 44.93 15.07 1.4198 1.4223 48

0.7 49.36 10.64 1.4268 1.4250 42

0.8 53.30 6.70 1.4353 1.4254 48.1

0.9 56.82 3.18 1.4418 1.4457 54.1

1 60.0 0 1.4470 56

Cálculos previos

X1   Tburbuja ºC P1sat

(KPa) P2sat

(KPa) Pcal ΔP Y1

0 ∞ 1 58.21 92.1509 78.0733 78.0733 0.007 0

0.1 2.2714 1.0011 54.25 80.7198 66.2145 78.0873 0.0096 0.235

0.2 2.1469 1.0116 51.16 72.4243 58.0456 78.0726 0.0073 0.398

0.3 1.9613 1.0432 49 67.1045 52.8529 78.0789 0.0033 0.504

0.4 1.7507 1.1098 47.7 64.0548 49.9204 78.0972 0.0074 0.565

0.5 1.5436 1.2312 47.03 62.5264 48.4633 78.0893 0.0095 0.615

0.6 1.3590 1.4400 46.77 61.9412 47.9076 78.1016 0.0076 0.65

0.7 1.2079 1.7949 46.75 61.8964 47.8651 78.1092 0.0093 0.66

0.8 1.0954 2.4104 47.02 62.5039 48.4418 78.1262 0.0098 0.701

0.9 1.0249 3.5255 48.2 65.2145 51.0316 78.1457 0.0097 0.77

...