Os Volumes Parciais Molares

Instituto de Química

Físico-Química Experimental

Relatório 4: Volumes Parciais Molares

1.Introdução:

As propriedades molares parciais, consistem no comportamento termodinâmico de uma substância em um sistema homogêneo, ou seja, a variação de certa propriedade quando adiciona-se um mol da substância a uma grande quantidade de massa a um sistema, onde a composição química, temperatura e a pressão são constantes. [1]

Sendo assim, volume parcial molar de uma substância A em uma solução,  é a variação de volume da mistura provocada pela adição de um mol de A a um grande volume de mistura. É importante ressaltar que este volume irá variar de acordo com a composição da mistura, não dependendo somente das variáveis termodinâmicas, já que  o mesmo expressa a influência das interações intermoleculares de A com os demais componentes presentes na solução. [2]

        O caso mais conhecido e de fácil entendimento, e a ser realizado neste experimento, é a mistura de água e etanol, onde tem-se que o volume parcial molar de ambos na

solução, e seus valores em geral, são diferentes dos volumes molares de água pura e

do etanol puro, nas mesmas condições de temperatura e pressão. Isso deve-se a como as moléculas de água se comportam e ocupam o espaço na presença de etanol, já que dependendo do meio que a molécula se encontra e do restante dos componentes há um  tipo de interação, deste modo, pode-se dizer que volumes dos componentes iniciais não se comportam de maneira linear.        [1]

        Podendo-se assim, determinar volume parcial molar, Va de uma substância A numa certa composição como:

Vm,A= (∂ V / ∂ nA) P,T, n           ( Eq. 1)

Onde nA é o número de mols do componente A e n significa que o número de mols de todos os componentes da solução da mistura permanecem constantes. O volume parcial molar é o coeficiente angular da curva do volume total da mistura em função dos mols  de A.

Em uma mistura binária do tipo A+B, pode calcular o volume parciais médios como sendo:

Vm,A= (∂ V / ∂ nA)P,T, nB                           Vm,B= (∂ V/∂ nB)P,T, nA        (Eq. 2)

        Tendo assim para cálculo para volume total, a equação 3 quando os volumes totais molares são desconhecidos, e a equação 4 quando os mesmo já são determinados:

dV = VA.dnA + VB.dB    (Eq. 3)

 

V =  nA.Vm,A+ nB. Vm,B  (Eq. 4)

        

2. Objetivos

Determinação dos volumes parciais molares dos componentes de uma solução binária constituída por etanol e água.

3. Parte Experimental

3.1.Materiais e Reagentes

• Álcool etílico absoluto PA
• Água destilada
• 2 pipetas graduadas de 10 mL
• 2 béqueres de 250 mL
• 9 frascos de vidro com tampa cap. 100 mL
• 1 picnômetro de 10 mL
• Pêra de borracha
• Papel higiênico
• 1 termômetro de vidro escala -10/110°C
• Termostato

3.2. Procedimento Experimental

        Calibrou-se o picnômetro (Figura 1), pesando a massa de sua capacidade volumétrica de água, com a densidade conhecida, com uma precisão de no mínimo 0,001g. Preparou-se misturas de etanol e água de acordo com o Quadro 1. A mistura foi realizada adicionando-se cuidadosamente com uma pipeta gota a gota em um frasco com tampa previamente tarado. Atingiu-se a massa desejada de água e anotou.[pic 1]