Soluciones Ideales Cap 3

8/16/2019 Soluciones Ideales Cap 3

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FISICOQUIMICA II QU-343

CAPITULO III

HERNAN P. QUISPE MISAICO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL

DE HUAMANGA

1


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2


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• Las interacciones moec!ares so!to"so#ente son $ei%!a ma%nit!$ a as so#ente"so#ente & asso!to"so!to

Soluciones ideales

• To$os s!s com'onentes (so!to & so#ente) c!m'en aLey de Raoult en to$o e inter#ao $e concentraciones

*


4/45

+


5/45

,


6/45

Potencial químico µ! o Ene"#ía li$"e de%i$$s mola" &a"cial P y '!

- Es e 'otencia ./sico 0!e im'!sa a os 'rocesos& a as reacciones a & T constantes in$ican$o s!

$irecci3n & es'ontanei$a$4

- La materia 5!&e $e !n ato 'otencia 0!6mico a !n.a7o 'otencia 0!6mico4

µi ( µ) ⇒ µ * ⇒ es&ontaneidad

- ara !na s!stancia '!ra µ + dn%m ,dn!'-& + %m- Es !na 'ro'ie$a$ intensi#a e8'resa$a en

ener%6a9mo4

:


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MA%NI'UES MOLARES PARCIALES/ 0OLUMENMOLAR PARCIAL.

Si 're'aramos !na me;ca $e ,< mL $e a%!a & ,< mL $e

!n aco=o $es'!>s $e me;caros e #o!men tota res!ta

$i5erente a 1c!as

oc!'an $i5erente #o!men4 La misma sit!aci3n oc!rre 'arato$as a0!eas 'ro'ie$a$es e8tensi#as 'or e7em'o U H

S G A4


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Las ma%nit!$es termo$in/micas como a entro'6a S

ener%6a interna E #o!men V 3 enta'6a H son ma%nit!$es

e8tensi#as 0!e $e'en$en $e a canti$a$ $e s!stancia4 Escon#eniente intro$!cir ma%nit!$es termo$in/micas 0!e no

$e'en$an $e a masa & ten%an !n #aor $etermina$o en

ca$a '!nto $e sistema4 En otras 'aa.ras =emos $e

cam.iar as #aria.es e8tensi#as a intensi#as4 Esto se =ace

$i#i$ien$o 'or a masa (recor$a$ 0!e e cociente entre $osma%nit!$es e8tensi#as es !na ma%nit!$ intensi#a)4 As6

a'arecen as ma%nit!$es moares & 'ara !na me;ca $e

com'onentes se $e5ine a ma%nit!$ moar 'arcia4 Dic=a

ma%nit!$ re'resenta a contri.!ci3n 'or mo $e ca$acom'onente i a a 'ro'ie$a$ tota $e sistema & se $e5ine

as6"

i

(9ni)T n1 n2 4444 F


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Se c!m'e 0!e to$a 'ro'ie$a$ e8tensi#a $e !na me;ca#iene $a$a 'or"

n11 n22

444nii

$on$e i es a ma%nit!$ moar 'arcia $e constit!&ente i4 As6'or e7em'o e #o!men moar 'arcia Vi e8'resa e

a!mento 0!e e8'erimenta e #o!men $e sistema en a

a$ici3n a & T ctes $e !n mo $e i a !na canti$a$ tan

%ran$e $e a0!> 0!e no 'ro$!ce cam.io a'recia.e en aconcentraci3n4 E #aor $e Vi

#ariar/ nat!ramente con a

concentraci3n $e i4 En !na me;ca i$ea Vi es i%!a a

#o!men moar Vi $e a s!stancia '!ra4

0OLUMEN MOLAR PARCIAL E UNA ME1CLA 2INARIA


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3Que &asa si se a#"e#a 4 mol de a#ua aun 5olumen #"ande de a#ua6

E cam.io $e #o!men 0!e se re%istra es

e #o!men moar $e a%!a4 0a#ua + 47cm8 ,mol.

3Que &asa si se a#"e#a 4 mol de a#ua aun 5olumen #"ande de etanol6

E cam.io $e #o!men 0!e se re%istra es

e #o!men moar 'arcia $e a%!a4 0a#ua+ 49 cm8 ,mol.

1<


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0olumen mola" &a"cial

1 mo $e a%!a

a#ua etanol

∆V 1F cm* ∆V 1+ cm*

jn,P,Ti

in

VV

∂∂

=


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El 5olumen ocu&ado &o" un n:me"odado de mol;culas de a#ua de&ende de

la identidad de las mol;culas que la"odean. La canti$a$ 1+ cm* es e 5olumen mola"

&a"cial del a#ua en etanol &u"o4

El 5olumen mola" &a"cial de unasustancia A en una me


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Los 5ol:menes mola"es &a"ciales

5a"ían con la com&osici=n &a 0!e eentorno $e ca$a ti'o $e mo>c!a cam.iac!an$o o =ace a com'osici3n $es$e A

'!ro =asta B '!ro4

Esto es consec!encia $e cam.io en e

entorno moec!ar & a consi%!iente

mo$i5icaci3n $e as 5!er;as 0!e actan

entre as mo>c!as4

1*


14/451+


15/45

Cantidad mola" &a"cial es una )unci=n

de estado intensi5a. El 5olumen mola" &a"cial de&ende de

la com&osici=n de la soluci=n. El 5olumen mola" &a"cial de un

com&onente es el cam$io en 5olumende la soluci=n cuando un mol delcom&onente se disuel5e a ' y P ctes en

un 5olumen muy #"ande de soluci=nde com&osici=n es&ecí)ica.

1,


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0 > + d0

dn > P-'- n?

El 5olumen mola" &a"cial es la

&endiente de la "e&"esentaci=n del5olumen total )"ente a la 5a"iaci=n de lacantidad @- manteniendo constante la&"esi=n- la tem&e"atu"a y la cantidaddel "esto de los com&onentes.

1:


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$V $V $n A $V $nB

$n A 21T1 nB $nB 21T1 nA

$V V A $n A VB $nB

Inte%ran$o sin #ariar a com'osici3n

0 + nA 0A n2 02

1


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E'ERMINACIBN E MA%NI'UES MOLARESPARCIALES.

E8isten $os m>to$os 'ara $eterminar 'or #6a e8'erimentac!a0!iera $e as 'ro'ie$a$es moares 'arciaes"

i) método de la pendiente

ii) método de la intersección de las ordenadas en el origen.

Consi$eramos !na $iso!ci3n $e $os com'onentes

$iso#ente (1) & so!to (2)4 E #o!men tota $e a $iso!ci3n

ser/"

1F


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i) Método de la pendiente.

ara me$ir e #o!men moar 'arcia $e com'onente 2 se

're'aran $iso!ciones con e mismo n:me"o de moles deldisol5ente 4! n4+ cte! &e"o #arian$o e nmero $e moes$e com'onente (2) tra.a7an$o a 'resi3n & tem'erat!ra

constantes (esto es 5/ci #ae con =acero a tem'erat!ra

am.iente en e a.oratorio)4 Se mi$e e #o!men tota $e as

$i5erentes $iso!ciones & se =ace a si%!iente ta.a $e os

res!ta$os e8'erimentaes4

1


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Una #e; o.teni$os os #omenes totaes se re'resenta V

$e a $iso!ci3n 5rente a nmero $e moes $e

com'onente 2 $e a si%!iente 5orma"

2<


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Se%n se $e$!ce $e a ec!aci3n +J a 'en$iente $e a

recta tan%ente a a c!r#a a c!a0!ier com'osici3n ser/ e

#o!men moar 'arcia $e com'onente 2 V 2 . Y una vez

o.teni$o V 2 será fácil conocer el volumen molar parcialdel disolvente, utilizando la ec!aci3n"

21


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ii) Método de las ordenadas en el origen:

Se prepara una serie de disoluciones a $i5erentes 5racciones

moares $e 1 (K1) & 2 (K2) & se re'resentan os #omenesmoares me$i$os 'ara estas $iso!ciones (V =V n , siendo n =

n!" n2 ) frente a la fracción moar $e !no $e os com'onentes K24

22


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Se tra;a a 6nea tan%ente a a c!r#a e8'erimenta en e #aor

$esea$o $e a 5racci3n moar K2 & a intersecci3n $e esta

tan%ente con e e7e V a # 2 = $ da el volumen moar 'arcia $e

com'onente 1 a $ic=a com'osici3n mientras 0!e a

intersecci3n $e esa misma tan%ente con e e7e V a un valor de

# 2 = ! da el volumen molar parcial del com'onente 24

2*


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OxígenoHidrógeno

P I L A2+


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2,

Propiedades coligativas

Las $iso!ciones tienen $i5erentes

'ro'ie$a$es 0!e os $iso#entes

'!ros4 Es 3%ico 'ensar 0!e c!/nto m/s

concentra$as est>n as $iso!ciones

ma&or $i5erir/n as 'ro'ie$a$es $e>stas $e as $e os $iso#entes '!ros4


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PROPIEDADES COLIGATIVAS

$e'en$en $e a nat!rae;a $e as 'art6c!as

$e'en$en $e nmero $e 'art6c!as

E número de partículas se$etermina 'or a 5racci3n mo"

NO

s6

...+++=

C B A

A

A

nnn

n X

2:


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2


28/45

2F


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IMORTANCIA DE LAS ROIEDADES COLIGATIVAS

Las 'ro'ie$a$es coi%ati#as tienen tanta im'ortancia en a #i$a comn

como en as $isci'inas cient65icas & tecno3%icas & s! correcta

a'icaci3n 'ermite"

Se'arar os com'onentes $e !na so!ci3n 'or !n m>to$o ama$o

$estiaci3n 5racciona$a4

orm!ar & crear me;cas 5ri%or65icas & anticon%eantes4

Determinar masas moares $e so!tos $esconoci$os4

orm!ar s!eros o so!ciones 5isio3%icas 0!e no 'ro#o0!en

$ese0!ii.rio =i$rosaino en os or%anismos animaes o 0!e 'ermitan

corre%ir !na anoma6a $e mismo4

orm!ar ca$os $e c!ti#os a$ec!a$os 'ara microor%anismos

es'ec65icos4

orm!ar so!ciones $e n!trientes es'eciaes 'ara re%a$6os $e

#e%etaes en %enera42


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*<


31/45

*1


32/45

C!an$o $iso#emos !n so!to no #o/ti como a %!cosa en !n

so#ente 60!i$o o.tenemos !na so!ci3n4 A=ora .ien si me$imos a

'resi3n $e #a'or $e a so!ci3n 'ara to$as as tem'erat!ras #eremos

0!e $ic=a 'resi3n $e #a'or es in5erior a a $e so#ente '!ro4 Si

%ra5icamos os #aores $e 'resi3n $e #a'or $e a so!ci3n

com'ar/n$oos con os $e so#ente '!ro o.ten$remos e si%!iente

%r/5ico4

*2


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En e %r/5ico o.ser#amos 0!e 'ara !na

$etermina$a tem'erat!ra T tenemos e #aor

'o ('resi3n $e #a'or $e so#ente) & !n #aor

's

('resi3n $e #a'or $e a so!ci3n) menor aanterior 's 'o4 o$emos $ecir entonces 0!e

c!an$o se $is!e#e !n so!to no #o/ti en !n

$etermina$o so#ente se o.ser#a !n

$escenso $e a 'resi3n $e #a'or 'ara to$os

os #aores $e tem'erat!ra4

E $escenso $e a 'resi3n $e #a'or es" '#

'o 's

Sien$o 'o a 'resi3n $e #a'or $e so#ente &

's a 'resi3n $e #a'or $e a so!ci3n4 A!n0!e

$!rante m!c=o tiem'o se s!'o 0!e a

$iso#er !n so!to en !n 60!i$o a 'resi3n $e#a'or $e este timo $escien$e a reaci3n

c!antitati#a entre e $escenso & a

com'osici3n $e a so!ci3n 5!e $esc!.ierta

'or 4 M4 Rao!t (1FF)4

**


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*+

Interpretación molecular de la Ley de Raoult

El soluto dificulta la salida de las molculas de disol!ente "acia el !a#or


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*,


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*:


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*

Nmero $e moes$e so!to $is!etos

en 1 P% $e a%!a

!nto $e e.!ici3nso!ci3n

(QC)

!nto $ee.!ici3na%!a '!ra

(QC)

A!mento $e'!nto $e

e.!ici3n (QC)


38/45

*F


39/45

*


40/45

+<


41/45

+1


42/45

+2


43/45

+*

IV) Presión Osmótica.

Osmosis. se $e5ine como e 'aso seecti#o$e mo>c!as $e $iso#ente a tra#>s $e !namem.rana 'orosa $e !na so!ci3n $i!i$a a

!na m/s concentra$a4

La mem.rana 'orosa 3 semi'ermea.e

'ermite e 'aso $e mo>c!as $e $iso#ente

'ero .o0!ea e 'aso $e mo>c!as $eso!to4


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++

Presión Osmótica (π)

En !na so!ci3n es a

'resi3n re0!eri$a 'ara

$etener e 'roceso $e

3smosis & se '!e$e me$ir

$irectamente 'or a$i5erencia entre os ni#ees

$e as co!mnas $e

$is'ositi#o $e me$ici3n4

o

Es $irectamente 'ro'orcionaa a concentraci3n4

+,


45/45

+,

Presión osmótica

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