A DENSIDADE DE SOLUÇÕES LÍQUIDAS
Por: gabrielatinha12 • 2/3/2017 • Relatório de pesquisa • 928 Palavras (4 Páginas) • 279 Visualizações
Instituto Federal do Norte de Minas Gerais – IFNMG
Engenharia Química – 4º Período
DENSIDADE DE SOLUÇÕES LÍQUIDAS
Relatório apresentado como parte das exigências da disciplina de Físico-Química Experimental pelos discentes:
Gabriella Iasmin de Souza
Ludmilla Brandão
Mariane Magalhães
ÍNDICE
1. Introdução 3
2. Objetivos 5
3. Materiais e reagentes 5
3.1. Materiais utilizados5
3.2. Reagentes utilizados5
4. Parte experimental 5
5. Resultados e discussão 5
6. Conclusão 9
7. Referências 10
Introdução
Nessa prática foi usado ebulioscopia, que é uma propriedade coligativa que ocasiona a elevação da temperatura de um líquido quando a ele se adiciona um soluto. A pressão de vapor de uma solução é sempre menor que a pressão de vapor do respectivo solvente puro. Para que a água entre em ebulição é necessária que sua pressão de vapor se iguale a pressão externa, o que ocorre numa temperatura superior a 100ºC.
Quando adicionarmos um soluto à água em ebulição sua pressão diminui, ficando menor que a pressão externa. Esta água com soluto entrara em ebulição numa temperatura maior do que da água, ou seja, o ponto de ebulição da água com soluto aumenta, portanto, quanto menor a pressão de vapor maior a temperatura de ebulição.
Por ser uma propriedade coligativa, o abaixamento da pressão de vapor em soluções diluídas depende da concentração das partículas do soluto, mas não de sua natureza química.
Então, Consideremos uma solução em equilíbrio com o vapor do solvente puro. A condição de equilíbrio é que:
[pic 1]
Onde: é o potencial químico do solvente na solução, é o potencial químico do solvente no vapor, sendo x a fração molar do solvente. Se a solução é ideal, teremos:[pic 2][pic 3]
[pic 4]
(2) Substituindo (2) em (1), teremos:
[pic 5]
Rearranjando a equação teremos:
[pic 6]
Para medir totalidade de energia atrelada no sistema termodinâmico é utilizada a equação de Gibbs da vaporização molar:
[pic 7]
[pic 8]
[pic 9]
A equação (4) pode ser manipulada e ser escrita assim:
[pic 10]
Readaptando a equação com relação a fração molar do soluto, teremos
[pic 11]
Substituindo a equação (8) em (7), e fazendo algumas considerações: = 0, logo x = 1 (o sistema é constituído apenas de solvente) onde T° representa a temperatura de ebulição do solvente puro, e substituindo na equação (9), temos:[pic 12]
[pic 13]
[pic 14]
Substituindo a equação (10) na equação (9), e fazendo algumas readaptações matemáticas simples (mmc, transferência de lado da variável...) para isolar a temperatura obtivemos a seguinte equação:
Algumas considerações foram feitas para solução diluída <<< 1, então ln(1 - ) ≅ - e para T°≅T na vaporização:[pic 15][pic 16][pic 17]
[pic 18]
Definindo uma constante K de:
[pic 19]
Então
[pic 20]
Como sabemos que quando trabalhamos com soluções diluídas o ≅ w (molalidade) temos:[pic 21]
[pic 22]
O cálculo do valor do ponto de ebulição (cálculo ebulioscópico) de um solvente após a adição de um soluto não volátil é feito por meio da ebuliometria, que é a propriedade coligativa que estuda o aumento do ponto de ebulição. Assim sendo, o cálculo ebulioscópico revela o quanto o ponto de ebulição de um solvente na solução aumentou. onde Keb é a constante ebulioscópica do solvente e é definida matematicamente por:
[pic 23]
Onde representa a massa do solvente em Kg/mol. A molalidade (w) da solução é definida por:[pic 24]
[pic 25]
Objetivos
Este relatório tem por objetivo determinar experimentalmente o grau de dissociação iônica de um sal pela elevação ebulioscópica, ou seja, pelo efeito coligativo da elevação da temperatura de ebulição.
Materiais e reagentes
- Materiais utilizados:
- Tubo de ensaio grande;
- Béquer de 250,0 mL
- Termômetro acoplado com rolhas para o tubo de ensaio grande.
- Tubo capilar
- Suporte universal Garras metálicas
- Tela de amianto
- Tripé de ferro
- Bico de Bunsen
- Pipeta de 25,0 mL
- Balança analítica
- Regente utilizados:
- Água destilada
- Nitrato de potássio, KNO3
- Óleo Mineral
Parte experimental
- Resultados e discussão
- Primeira etapa
Na primeira etapa do experimento, calculou-se a temperatura de ebulição da água por meio da média entre as duas temperaturas aferidas, logo:
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