Pregunta 4 · Química Física I UB 2024

Tema: Dissolucions: magnituds molars parcials i potencial químic · Del examen Examen parcial Química Física I (Abril 2024) (2024)

Enunciado

Pregunta 4 (20 punts). Termodinàmica de mescles líquides binàries

Es preparen tres mescles líquides formades per les següents parelles de compostos:

Mescla A: Acetona / etanol (molècules de mida i moment dipolar similars, en les quals el grup carbonil actua com a acceptor de ponts d'hidrogen amb el grup hidroxil de l'etanol).

Mescla B: Cloroform / benzè (molècules amb mides i polaritats clarament diferents).

Mescla C: Toluè / benzè (molècules de mida, estructura química i propietats intermoleculars molt semblants).

Indiqueu i justifiqueu quines d'aquestes mescles presentaran comportament ideal, i quines mostraran desviacions positives o negatives respecte a la llei de Raoult. Representeu esquemàticament els diagrames pressió de vapor enfront de la composició per a cadascun dels tres sistemes.

Indiqueu el signe o valor que s'espera per al volum de mescla ( $\Delta_{\mathrm{mix}}V$ ), l'entalpia de mescla ( $\Delta_{\mathrm{mix}}H$ ), l'entropia de mescla ( $\Delta_{\mathrm{mix}}S$ ) i l'energia lliure de Gibbs de mescla ( $\Delta_{\mathrm{mix}}G$ ) per a cadascuna de les tres mescles líquides.

Mescla

$\Delta_{\mathrm{mix}}V$

$\Delta_{\mathrm{mix}}H$

$\Delta_{\mathrm{mix}}S$

$\Delta_{\mathrm{mix}}G$

Mescla A

Mescla B

Mescla C

Enunciado: Pregunta 4 · Química Física I UB 2024

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Mescla A: Tipus de comportament respecte a la llei de Raoult

Solución: Desviacions negatives / Desviació negativa

a) Mescla A: Justificació del comportament

Solución: L'afinitat entre acetona i etanol augmenta per la formació de nous ponts d'hidrogen entre el grup carbonil i l'hidroxil, de manera que les interaccions 1-2 són més fortes que la mitjana de les pures.

a) Mescla B: Tipus de comportament respecte a la llei de Raoult

Solución: Desviacions positives / Desviació positiva

a) Mescla B: Justificació del comportament

Solución: Molècules amb mides i polaritats clarament diferents fan que les interaccions 1-2 siguin menys favorables que en els components purs, facilitant el pas a la fase vapor.

a) Mescla C: Tipus de comportament respecte a la llei de Raoult

Solución: Ideal / Comportament ideal

a) Mescla C: Justificació del comportament

Solución: Compostos químicament i estructuralment molt similars amb interaccions moleculars gairebé idèntiques ( $1-1 \approx 2-2 \approx 1-2$ ).

a) Representació esquemàtica dels diagrames pressió de vapor enfront de la composició per a cadascun dels tres sistemes

Solución: Per a la Mescla C (ideal): rectes lineals per a les pressions parcials i recta descendent/ascendent per a la pressió total ( $P = P_A + P_B$ ). Per a la Mescla B (desviació positiva): corbes de pressió parcial i total per sobre de les línies ideals de Raoult. Per a la Mescla A (desviació negativa): corbes de pressió parcial i total per sota de les línies ideals de Raoult.

b) Mescla A: Signe de $\Delta_{\mathrm{mix}}V$

Solución: < 0 / Negatiu / -

b) Mescla A: Signe de $\Delta_{\mathrm{mix}}H$

Solución: < 0 / Negatiu / -

b) Mescla A: Signe de $\Delta_{\mathrm{mix}}S$

Solución: > 0 / Positiu / +

b) Mescla A: Signe de $\Delta_{\mathrm{mix}}G$

Solución: < 0 / Negatiu / -

b) Mescla B: Signe de $\Delta_{\mathrm{mix}}V$

Solución: > 0 / Positiu / +

b) Mescla B: Signe de $\Delta_{\mathrm{mix}}H$

Solución: > 0 / Positiu / +

b) Mescla B: Signe de $\Delta_{\mathrm{mix}}S$

Solución: > 0 / Positiu / +

b) Mescla B: Signe de $\Delta_{\mathrm{mix}}G$

Solución: < 0 / Negatiu / -

b) Mescla C: Valor de $\Delta_{\mathrm{mix}}V$

Solución: = 0 / 0 / Zero

b) Mescla C: Valor de $\Delta_{\mathrm{mix}}H$

Solución: = 0 / 0 / Zero

b) Mescla C: Signe de $\Delta_{\mathrm{mix}}S$

Solución: > 0 / Positiu / +

b) Mescla C: Signe de $\Delta_{\mathrm{mix}}G$

Solución: < 0 / Negatiu / -

La explicación paso a paso, hecha con IA, es Premium. Premium

Resuélvelo aquí mismo: corrección automática, pistas y solución paso a paso.

‹ Pregunta 2.b · 2024 · Pregunta 9.b - Entalpia de mescla · Juny 2024 ›

Pregunta 4 · Química Física I UB 2024

Enunciado

Solución

Más ejercicios de Dissolucions: magnituds molars parcials i potencial químic