VOLUME PARCIAL MOLAR (TERMODINAMICA II)

PRÁTICA 02: VOLUME PARCIAL MOLAR

(TERMODINAMICA II)

 

C. R. OLIVEIRA , D. A. NASCIMENTO, F. S. S. MORAIS, M. ANDRADE, M.C.G. MORAIS, T. S. MENEZES.

1 Centro Universitário do Leste de Minas Gerais, Departamento de Engenharia Química

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RESUMO

Devido às interações moleculares, a medida do volume total, resultante da mistura de dois líquidos reais, desvia do volume total calculado a partir dos volumes das espécies individuais. Para descrever este comportamento não ideal, é avaliada a propriedade parcial molar (PPM), na qual inclui o volume parcial molar das substâncias. O objetivo deste trabalho foi determinar o volume parcial molar dos componentes presentes em misturas binárias formadas por etanol e água. Foram preparadas dez soluções de frações molares variadas de etanol e água, sendo que metade das soluções foram preparadas utilizando etanol P.A e a outra metade com etanol 95%. Os resultados demostraram que com o aumento da relação molar etanol-água ocorreu expansão do volume parcial molar da mistura formada, enquanto que o aumento molar da relação água-etanol apresentou contração volumétrica do sistema.

INTRODUÇÃO

As variáveis termodinâmicas podem ser classificadas em dois tipos: propriedades intensivas (independentes da quantidade de material) ou extensivas (proporcionais à quantidade de material em questão). Entre as propriedades intensivas importantes na termodinâmica, encontramos as quantidades parciais molares, definidas na equação 1.

                                                                                                   [pic 1]

Onde Q pode ser qualquer propriedade extensiva como volume (V), entalpia (H), energia livre de Gibbs (G).

A propriedade parcial molar mais fácil de visualizar é o volume parcial molar, definido como a contribuição que um componente de uma mistura faz para o volume total da mistura. Por exemplo, devido às interações moleculares, a medida do volume total resultante da mistura de dois líquidos reais desvia-se do volume total calculado a partir dos volumes adicionados de cada espécie. No caso da mistura etanol e água, por exemplo, ocorre uma contração de volume.

Neste caso, os volumes reais podem ser calculados através dos volumes parciais molares dos componentes da mistura (Vi e Vj). A diferença entre os volumes molares real e ideal define a variação média de volume molar da mistura (ΔV). A dependência da composição em (ΔV) é dada pôr:

[pic 2]

MATERIAIS E MÉTODOS

Materiais e Reagentes	Quantidade
Água Destilada	400 mL
Solução de Etanol (P.A)	200 mL
Solução de Etanol (95%)	200 mL
Picnômetros	05/out
Béqueres	05/out
Termômetro de mercúrio	1
Cronômetro	1
Balança analítica (precisão mínima de +/- 0,001g)	1
Papel Absorvente	-

Foram preparadas misturas de etanol-água (em diferentes composições) utilizando como base os valores mássicos. Após, pesou-se os picnômetros vazios, secos e fechados e calibrou-os. Verificou-se a temperatura da água dentro do picnômetro e a temperatura das misturas etanol-água. Depois, retirou-se a água destilada dos picnômetros e completou-os com as misturas. Fechou-se os picnômetros com suas respectivas tampas, secou meticulosamente e pesou-os.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Os picnômetros foram calibrados segundo os dados da Tabela 1 e Tabela 2.

Tabela 1: Densidade da água a temperatura de trabalho

Dados: à 1 atm
Densidade	T (ºC)
0,9975	23
0,9973	24

Tabela 2: Dados obtidos com o experimento

Dados experimentais (g)
Picnômetro	vazio	c/ água 1	c/ água 2	média 1 e 2	(T ºC)
1 (50 ml)	33,4723	83,9709	83,9705	83,9707	23
2 (50 ml)	38,9502	89,8443	89,8385	89,8414	24
3 (25 ml)	13,352	39,9533	39,9655	39,9594	24

Após possuir os dados, foi encontrado o volume real de cada picnômetro através da massa de água e densidade da mesma, dando resultado à Tabela 3.

Tabela 3: Volume real dos picnômetros

Calibração dos picnômetros
Picnômetro	massa d/ a	ρ (g/mL)	volume real(ml)
1	50,4984	0,9975	50,62
2	50,8912	0,9973	51,03
3	26,6074	0,9973	26,68

Utilizando a formula de cálculo de erro (Equação 3), podendo o resultado ser visto na Tabela 4.

)[pic 3]

Tabela 4: Cálculo do erro percentual

Cálculo de erro do equipamento
Picnômetro	Vol real	Vol padrão	Erro (%)
1	50,62	50	1,23
2	51,03	50	2,02
3	26,68	25	6,29

Ao final da análise verificou-se que houve erro de volume real do picnômetro e embora o valor de erro fosse pequeno, a falta de calibração geraria erro nos cálculos posteriores, sendo assim, a etapa de calibração do equipamento se fez necessária.