O VOLUME PARCIAL MOLAR

PRÁTICA 02: VOLUME PARCIAL MOLAR

B. A. SILVA1, H. M. C. P. de MELO1, I. M. da SILVA1 e R. B. de OLIVEIRA1

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

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RESUMO -

1. INTRODUÇÃO

Nas substâncias puras todas as interações moleculares são idênticas e suas propriedades termodinâmicas são uma manifestação dessas interações. No caso das misturas essas interações são bem mais complexas, as propriedades termodinâmicas são afetadas pelas interações entre espécies químicas iguais como pelas interações entre espécies diferentes, pois cada uma das espécies da mistura interage com todas as outras espécies. (KORETSKY, 2012).

As propriedades parciais são uma classe de propriedades termodinâmicas, definidas matematicamente de forma a sugerir sua interpretação como propriedade de espécies individuais como elas estão presentes em solução. Elas são dependentes da composição e diferentes das propriedades molares de espécies puras. (SMITH; VAN NESS; ABBOTT, 2012).

A propriedade total da solução M representa uma determinada propriedade global da mistura. Essa propriedade pode ser escrita como a soma das propriedades parciais molares das espécies constituintes da mistura, cada qual em proporção ao quanto está presente:

                                                                                          (1)[pic 1]

Onde a propriedade parcial molar é definida por:

                                                                              (2)[pic 2]

A propriedade parcial molar mais fácil de visualizar é o volume parcial molar, que é a contribuição que um componente de uma mistura faz para o volume total de uma amostra. Em uma solução líquida de etanol e água, tem-se o volume parcial molar do etanol e o volume parcial da água na solução, e seus valores, em geral, são diferentes dos volumes molares de cada componente, nas mesmas condições de temperatura e pressão (ATKINS; DE PAULA, 2014).

O volume parcial molar é o coeficiente angular da curva do volume total da mistura em função do número de mols de i, quando a pressão, a temperatura e o número de mols dos outros componentes são constantes.

Quando a composição de uma mistura for alterada pela adição de dnA de A e de dnB de B, então o volume total da mistura se altera para:

                               (3)[pic 3]

O volume final pode ser calculado por integração:

               (4)[pic 4]

Volume parcial molar pode ser medido de várias maneiras, uma forma é medir a dependência entre o volume e a composição e ajustar o volume observado a uma função do número de mols de um dos componentes. Sendo encontrada a função, seu coeficiente angular pode ser determinado em qualquer composição de interesse fazendo-se a derivada (ATKINS; PAULA, 2014).

1. MATERIAS E MÉTODOS

Preparou-se as misturas de etanol e água (em diferentes composições) utilizando como base os valores mássicos em cada tabela. Pesaram-se dez picnômetros vazios, secos e fechados. Realizada a calibração dos picnômetros completando os mesmos com água destilada, fechados com suas respectivas tampas, secos com papel absorvente e pesados. Verificou-se a temperatura da água dentro dos dez picnômetros.  Após a calibragem verificou-se também a temperatura das misturas de água e etanol. Retirou-se a água destilada dos picnômetros, completando os mesmos com as misturas de etanol e água. Fecharam-se os picnômetros com suas respectivas tampas, feita a secagem e pesagem.

1. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Inicialmente, determinou-se o volume real dos picnômetros realizando a calibração dos mesmos. Para tanto, os picnômetros foram preenchidos com água destilada e a temperatura desta última foi medida.

Tabela 1 – Dados de pesagem e temperatura dos picnômetros de 100 mL.

Picnômetro	Massa vazio (g)	Massa cheio (g)	Temperatura (ºC)
1	53,5597	161,9286	23
2	54,2538	168,1644	23
3	49,3704	150,4752	23
4	55,3899	153,7295	23
5	49,0549	153,8135	23
6	52,7469	153,3955	23
7	50,3327	144,9725	23
8	53,2608	158,7137	23
9	51,1524	168,8200	23
10	53,8840	160,4783	23

Fonte: Autores.

A massa de água contida nos picnômetros foi determinada pela equação 5. A massa específica foi obtida através da interpolação dos dados fornecidos por Smith, et al (2007).

[pic 5]

                                                      (5)[pic 6]

Para determinar o volume das vidrarias utilizou-se a massa específica da água, que está relacionada com a temperatura da substância. Assim, utilizou-se a equação 6 para determinar o volume real dos picnômetros.

                                                                                               (6)[pic 7]