Laboratorio de Físico Química DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE EXPANSIÓN DE LOS GASES

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Laboratorio de Físico Química -QMC 206L Facultad de ingeniería-UMSA
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES
INFORME 
PRÁCTICA RECUPERATORIA
VOLUMEN MOLAR
ESTUDIANTE		: UNIV. DANIEL FERNANDO CHOQUE CAYO
CARRERA			: ING. QUÍMICA
GRUPO			: “E”
NOMBRE DEL DOCENTE	: ING JORGE AVENDAÑO
NOMBRE DEL AUXILIAR	:
FECHA DE REALIZACIÓN: 10-06-2021
FECHA DE ENTREGA	: 17-06-2021
VOLUMEN MOLAR
1. OBJETIVO:
Determinar los volúmenes molares parciales de soluciones de cloruro de sodio en función de sus concentraciones molales y sus densidades medidas por el método del empuje.
2. FUNDAMENTO TEORICO:
La mayoría de las variables termodinámicas se clasifican en dos grupos: las que representan propiedades extensivas dependientes de la masa y las intensivas que son independientes de la cantidad de masa: entre las primeras podemos mencionar al V, U, H, G, S y entre las segundas la P, X, ρ, T, etc.
Se ha demostrado que la razón entre dos variables extensivas es una variable intensiva. 
Sea X cualquier variable extensiva, entonces la relación:
Se denomina cantidad molar parcial, esta relación se constituye en una variable intensiva, es decir independiente de la masa, pero dependiente de la composición. Si en la ecuación (5.1) la variable X viene a ser el volumen (V) tenemos:
A la cual se denomina volumen molar parcial de la sustancia (i) en una mezcla de alguna composición general.
Al volumen molar parcial se lo define como el incremento del volumen que se produce cuando un mol de la sustancia (i) se añade, a una cantidad tan grande de solución de manera que se puede despreciar la variación en la composición que se produce.
Supongamos que obtenemos una disolución mezclando, n1, n2 ... ... ... ni moles de las sustancias 1, 2 ... ... i a T y P ctes, el volumen total de los componentes sin mezclar a T y P ctes. será:
Y el volumen despues de la mezcla sera:
Donde: 
Generalmente se encuentra que el volumen después de la mezcla es distinto al volumen antes de la mezcla (V ≠ VSm). Esto debido a que las interacciones intermoleculares son diferentes en la disolución y en los componentes puros separados.
A la ecuación (5-4) se le conoce con el nombre de la regla de la aditividad. Los volúmenes molares parciales pueden evaluarse a partir de las densidades de las soluciones.
Para facilitar el cálculo de estas magnitudes parciales, se introduce el concepto de magnitud molal aparente (φ).
De la Ec. (5.4) para una mezcla binaria tenemos:
Donde n1 y n2 son el número de moles del disolvente y del soluto respectivamente.
Derivando la ec. (5.5) respecto a n2 tenemos:
Combinando las ecs. (5.5) y (5.7) tenemos:
Expresando la ec. (5-9) en términos de la densidad de la solución (dsol) medida experimentalmente y para un volumen total de una solución que contiene 1000 gr. De disolvente (H20) y m moles de soluto se tiene:
Donde: 
El cálculo de los volúmenes molales parciales en función al volumen molar aparente (φ) se realiza con las ecuaciones siguientes:
3. MATERIALES Y REACTIVOS: 
· Vasos de precipitado de 100 ml (5)
· matraces aforados de 50 ml (5)
· balanza de brazos (1)
· juego de pesas (1)
· vidrio reloj (1)
· espátula (1)
· balanza analítica digital (1)
· probeta de 100 ml (1)
· varilla (1)
· piseta (l).
· Cloruro de sodio ( p.a.)
4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL (DIAGRAMA DE FLUJO): Repetir el procedimiento 
Registrar la presión 
Dejar que el gas del botellón vuelva a su temperatura inicial 
Leer inmediatamente los valores de presión y temperatura 
Hacer que el gas se expanda adiabáticamente
Determinar la densidad del sol. Al 2% por el método del empuje
Medir el volumen del cuerpo de metal sumergido 
Aprox. 2, 4, 8, 12 y 12 % 
Prepara soluciones de 
	
					
																																																																																																																																																																																													Pesar la masa del cuerpo de metal que se usara en el método del empuje
																																																																																																																																																																																																																										Repetir procedimiento con las soluciones al 4%, 8%, 12%, 16% en peso 
Registra masa y volumen de solución 
Pesar matraz aforado con la solución 
Pesar matraz aforado vacío 
5. HOJA DE DATOS:
6. CÁLCULOS Y DIAGRAMAS:
· Calcular los valores de molaridad, molalidad de las soluciones.
Preparación de solución de 80g de solución de cloruro de sodio y agua.
La densidad del sólido es:
Las densidades y volúmenes del agua y las soluciones estarán dada por:
msol = 80 gr
		
Utilizando estas ecuaciones se calcula la densidad y el volumen para las soluciones:
La molaridad está dada por:
Utilizando esta ecuación se calcula la molaridad para las soluciones:
La molalidad está dada por:
Utilizando esta ecuación se calcula la molalidad para las soluciones:
 
· Calcular el volumen aparente del soluto.
Para este cálculo utilizaremos la ecuación:
(Tabla 1)
· 
Graficar y trazar tangentes a la curva, calcular De la (Tabla 1)
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:
· Cuando tenemos una solución a en un volumen molar parcial (Va), y luego añadimos un volumen molar (Vb), la muestra ocupa un volumen mayor, pero las proporciones de los componentes son aún las mismas.
· El volumen molar parcial de una sustancia es la pendiente de la variación del volumen total de la muestra representada frente a la composición.
· El volumen molar parcial de una sustancia V1 es negativo, el volumen global de la muestra disminuye cuando se añade (V2).
8. BIBLIOGRAFÍA Y PÁGINAS CONSULTADAS:
· Guía de Laboratorio de Fisicoquímica – Ing. Avendaño / Ing. Cusi
· Daniels; "FISICOQUÍMICA EXPERIMENTAL"
· Atkins, "FISICOQUÍMICA"
· Castellan, "FISICOQUÍMICA"
· Shoemaker - Garland, "EXPERIMENTOS DE FISICO QUIMICA”
				
Grafica Volumen Aparente Vs molalidad 
0.34399999999999997	0.71599999999999997	1.482	2.331	3.262	108.432	63.475999999999999	39.853000000000002	32.423000000000002	29.334	m
V. A.
UNIV. DANIEL FERNANDO CHOQUE CAYO
NaCl
p
NaCl
NaCl
imp
NaCl
p
NaCl
imp
NaCl
O
H
imp
p
NaCl
imp
NaCl
solucion
p
NaCl
p
NaCl
NaCl
imp
NaCl
p
NaCl
imp
NaCl
O
H
imp
p
NaCl
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NaCl
solucion
p
NaCl
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NaCl
NaCl
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NaCl
p
NaCl
imp
NaCl
O
H
imp
p
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NaCl
solucion
p
NaCl
p
NaCl
NaCl
imp
NaCl
p
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NaCl
O
H
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p
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solucion
p
NaCl
p
NaCl
NaCl
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NaCl
p
NaCl
imp
NaCl
O
H
imp
p
NaCl
imp
NaCl
solucion
p
mol
g
mol
g
g
g
g
gNaCl
g
g
g
gNaCl
gsolucion
solución
mol
g
mol
g
g
g
g
gNaCl
g
g
g
gNaCl
gsolucion
solución
mol
g
mol
g
g
g
g
gNaCl
g
g
g
gNaCl
gsolucion
solución
mol
g
mol
g
g
g
g
gNaCl
g
g
g
gNaCl
gsolucion
solución
mol
g
mol
g
g
g
g
gNaCl
g
g
g
gNaCl
gsolucion
solución
219
.
0
5
.
58
1
*
100
5
.
99
*
864
.
12
136
.
67
,
864
.
12
5
.
99
100
*
100
16
*
80
5
164
.
0
5
.
58
1
*
100
5
.
99
*
648
.
9
352
.
70
648
.
9
5
.
99
100
*
100
12
*
80
4
109
.
0
5
.
58
1
*
100
5
.
99
*
432
.
6
568
.
73
432
.
6
5
.
99
100
*
100
8
*
80
3
055
.
0
5
.
58
1
*
100
5
.
99
*
216
.
3
784
.
76
216
.
3
5
.
99
100
*
100
4
*
80
2
027
.
0
5
.
58
1
*
100
5
.
99
*
608
.
1
30
.
78
608
.
1
5
.
99
100
*
100
2
*
80
1
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2
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Þ
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s
sa
sl
sa
sol
m
m
m
r
r
-
=
sol
sol
sol
m
V
r
=
Concentación 
de la solución
Masa del solido 
en el líquido [gr]
Densidad de la 
solución [gr/cm3]
Volumen de la 
solución [ml]
2%
44,120
0,954
83,854
4%
44,040
0,967
82,699
8%
43,870
0,996
80,348
12%
43,690
1,026
78,000
16%
43,510
1,056
75,786
Hoja1
	Concentación de la solución	Masa del solido en el líquido [gr]	Densidad de la solución [gr/cm3]	Volumen de la solución [ml]
	2%	44.120	0.954	83.854
	4%	44.040	0.967	82.699
	8%	43.870	0.996	80.348
	12%	43.690	1.026	78.000
	16%	43.510	1.05675.786
solución
soluto
l
n
M
=
Concentación 
de la solución
Volumen de la 
solución [l]
Moles de 
NaCl [mol]
Molaridad 
[M]
2%
83,854
0,027
0,322
4%
82,699
0,055
0,665
8%
80,348
0,109
1,357
12%
78,000
0,164
2,103
16%
75,786
0,219
2,890
Hoja1
	Concentación de la solución	Volumen de la solución [l]	Moles de NaCl [mol]	Molaridad [M]
	2%	83.854	0.027	0.322
	4%	82.699	0.055	0.665
	8%	80.348	0.109	1.357
	12%	78.000	0.164	2.103
	16%	75.786	0.219	2.890
disolvente
soluto
Kg
n
m
=
Concentación 
de la solución
Masa del agua 
[gr]
Moles de 
NaCl [mol]
Molalidad 
[m]
2%
78,392
0,027
0,344
4%
76,784
0,055
0,716
8%
73,568
0,109
1,482
12%
70,352
0,164
2,331
16%
67,136
0,219
3,262
Hoja1
	Concentación de la solución	Masa del agua [gr]	Moles de NaCl [mol]	Molalidad [m]
	2%	78.392	0.027	0.344
	4%	76.784	0.055	0.716
	8%	73.568	0.109	1.482
	12%	70.352	0.164	2.331
	16%	67.136	0.219	3.262
[
]
mol
gr
M
m
M
soluto
O
H
O
H
sol
soluto
sol
5
.
58
1000
1
2
2
=
ú
ú
û
ù
ê
ê
ë
é
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
-
-
=
r
r
r
r
f
Concentación 
de la solución
Densidad de la 
solución [gr/cm3]
Molalidad 
[m]
Volumen molal aparente 
del soluto [l/mol]
2%
0,954
0,344
108,432
4%
0,967
0,716
63,476
8%
0,996
1,482
39,853
12%
1,026
2,331
32,423
16%
1,056
3,262
29,334
m
vs
f
.
2
1
V
y
V