Presentacion Volumen de Mezcla
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8/15/2019 Presentacion Volumen de Mezcla
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Introducción al estudio de disoluciones
Prof. Jesús Hernández Trujillo
Facultad de Química, UNAM
E uilibrio físico/J. Hdez. T– . 1/11
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u b o s co/J de /
Soluciones
Definición:
Una solución es una mezcla homogenea,
es decir, es un sistema multicomponente en una sola fase
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Soluciones
Definición:
Una solución es una mezcla homogenea,
es decir, es un sistema multicomponente en una sola fase
Solución binaria: Tiene dos componentes
Solución ternaria: Tiene tres componentes
Estudiaremos soluciones binarias
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Soluciones
Definición:
Una solución es una mezcla homogenea,
es decir, es un sistema multicomponente en una sola fase
Solución binaria: Tiene dos componentes
Solución ternaria: Tiene tres componentes
Estudiaremos soluciones binarias
Disolvente: El componente presente en mayor cantidad
Soluto: El componente presente en menor cantidad
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Algunos tipos de soluciones
gaseosas mezclas de gases o vapores
líquidas sólidos, líquidos o gasesdisueltos en líquidos
sólidas gases, líquidos o sólidos
disueltos en sólidos
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Cantidades molares parciales
La ecuación fundamental para G de una soluciónbinaria es
dG = −SdT + V dp + µ1
dn1
+ µ2
dn2
(1)
donde
µ1 =∂G∂n1
T,p,n2
µ2 =∂G∂n2
T,p,n1
(2)
→(potenciales químicos)
Además:
G(T,p,n1, n2) = n1µ1 + n2µ2(3)
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De manera análoga, la ecuación de estado:
dV = ∂V
∂T p,n1,n2
dT +∂V
∂p T,n1n2
dp + V̄ 1dn1 + V̄ 2dn2(4)
donde
V̄ 1 =∂V ∂n1
T,p,n2
V̄ 2 =∂V ∂n2
T,p,n1
(5)
→(volúmenes molares parciales)
Además:
V (T,p,n1, n2) = n1V̄ 1 + n2V̄ 2(6)
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Antes de hacer la mezcla:
V̄ ⋆1 y V̄ ⋆2
son los volúmenes molares de componentes puros ,
tales que:V ⋆ = n1V̄
⋆1 + n2V̄
⋆2(7)
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Antes de hacer la mezcla:
V̄ ⋆1 y V̄ ⋆2
son los volúmenes molares de componentes puros ,
tales que:V ⋆ = n1V̄
⋆1 + n2V̄
⋆2(7)
Al hacer la mezcla, se observa que V = V ⋆
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Antes de hacer la mezcla:
V̄ ⋆1 y V̄ ⋆2
son los volúmenes molares de componentes puros ,
tales que:V ⋆ = n1V̄
⋆1 + n2V̄
⋆2(7)
Al hacer la mezcla, se observa que V = V ⋆
Volumen de mezclado:
Es el cambio de volumen producido al mezclar los componetes puros para formar la disolución a T y p constantes
∆mezV = V − V ⋆ = n1(V̄ 1 − V̄ ⋆1 ) + n2(V̄ 2 − V̄ ⋆2 )(8)
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Ejemplo: Disolución metanol–agua
−1
−0.8
−0.6
−0.4
−0.2
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
∆ V m e z
( c m
3 / m o l )
x H 2O
¯
V = ¯
V
⋆
debidoa interaccionesintermoleculares
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Para determinar volúmenes molares parciales:
1. Se preparan soluciones a T , p y n1 fijos, ydiferentes valores de n2
2. Se mide el volumen V frente a n2
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Para determinar volúmenes molares parciales:
1. Se preparan soluciones a T , p y n1 fijos, ydiferentes valores de n2
2. Se mide el volumen V frente a n2
V
n2
pendiente = V̄ 2 =
∂V
∂n2
T,p,n1
V̄ 1 o V̄ 2 pueden ser negativos
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Otras cantidades de mezclado:
∆mezH = H −H ⋆(9)
∆mezS = S − S ⋆(10)
∆mezG = G−G⋆(11)
En este último caso, a T constante:
∆mezG = ∆mezH − T ∆mezS (12)
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Ejercicio:
A continuación se presentan las densidades de una
serie de disoluciones acuosas de CuSO4 a 20o
C:
m(CuSO4) / g 5 10 15 20
ρ / (g cm3
) 1.051 1.107 1.167 1.230
m(CuSO4) es la masa de CuSO4 disuelta en 100 g desolución.
Calcula el volumen molar parcial del sulfato de cobreen este rango de mediciones.
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Solución con hoja de cálculo:
Respuesta: 11.92 cm 3 /mol (valor promedio)