Relazione laboratorio (volumi parziali molari), Chimica fisica

Leonardo Calabresi relazione volumi parziali molari

Relazione esperienza di laboratorio

Volumi parziali molari

Corso: Laboratorio di chimica fisica 1
CCL: Chimica
Docente: Prof.ssa Anita Scipioni
Esperienza: n° 4

Scopo dell’esperienza

Determinare le variazioni di volume che interessano soluzioni non ideali attraverso misure di densità, utilizzando i volumi parziali molari e volume molare apparente.

Materiali e strumentazione

• Bilancia idrostatica elettronica per densità
• Soluzioni a diversa molalità di MgSO₄

Principio del metodo

Quando si trattano sistemi non ideali, come una soluzione in cui sono presenti due o più specie, non è possibile trattare i volumi come grandezze additive; infatti, le possibili interazioni che avvengono tra solvente e soluto possono far variare il volume totale. Per ovviare a ciò si ricorre all’utilizzo dei volumi parziali molari che tengono conto delle interferenze e quindi risultano essere grandezze additive.

In una soluzione ideale abbiamo che: V_tot = n₁V₁ + n₂V₂ Dove n₁ e n₂ corrispondono alle moli dei due componenti, mentre V₁ e V₂ corrispondono ai rispettivi volumi molari degli stessi componenti.

Per una soluzione reale invece occorre mettere il volume totale in funzione di più variabili:

∑(∂V/∂n_j )_P,T,n dV = ∑ V^¯_j dn_j

Se lavoriamo a temperatura e pressione costante avremo che le derivate parziali di P e V saranno uguali a zero e avremo:

∑ V^¯_j dn_j = dV

Dove V^¯_j è il volume parziale molare. Nella forma integrata per soluzioni binarie avremo che:

V_tot = n₁V^¯₁ + n₂V^¯₂

Per semplificare i calcoli conviene utilizzare il volume molare apparente del soluto (Φ_V); ciò consente di addossare tutti i fenomeni di interferenza solamente al volume del soluto, mantenendo le moli di solvente costanti.

Quindi possiamo sostituire al volume parziale molare del soluto il volume molare apparente, considerando l’approssimazione che il volume di solvente non risenta della presenza del soluto; ciò non è strettamente corretto, ma data la grande abbondanza del solvente rispetto al soluto (soluzioni molto diluite) l’errore commesso è ininfluente.

V_tot = n₁V^¯₁ + n₂V^¯₂