Massa Molar parcial

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U N I V E R S I D A D E E S T A D U A L D E S A N T A C R U Z 
D e p a r t a m e n t o d e C i ê n c i a s E x a t a s e T e c n o l ó g i c a s 
C o l e g i a d o d o C u r s o d e E n g e n h a r i a Q u í m i c a 
 
 
Físico-Química I – 2017.1 
Prof. Dr. Fernando Rangel 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DETERMINAÇÃO DO VOLUME MOLAR PARCIAL 
 
 
 
 
DISCENTES: Juciclésio Oliveira Silva (201611128) 
 Mateus Alves Amorim (201611349) 
 Stéfany Saraiva Viana (201610833) 
 
 
 
 
 
 
Julho - 2017 
Ilhéus-Bahia 
1. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Os dados dispostos na tabela 1 são referentes às medidas da massa do 
picnômetro vazio e com água, obtidas para a determinação do volume do 
picnômetro. Os valores de medida das massas incluem uma incerteza de 
1×10−4𝑔 associada a balança analítica utilizada. Nesta etapa a temperatura 
verificada da água foi de 25ºC. 
TABELA 1. Massa do picnômetro vazio e do picnômetro com água. 
 
 Massa do picnômetro vazio/g Massa do picnômetro com água/g 
1°Medida 25,52 77,95 
2°Medida 25,52 77,95 
3°Medida 25,51 77,94 
 
𝑀𝑝 =25, 52g 
𝑀𝑝+𝑎 = 79,94𝑔 
𝑀𝑎 =52,42𝑔 
Com a (Eq.1) (Todas as equações usadas se encontram no apêndice) e 
o valor teórico da densidade da água a 25ºC (𝜌𝑎 =0, 99704 𝑔𝑐𝑚
−3) o volume 
real do picnômetro pode ser determinado: 
𝑉𝑟 =52,58 𝑐𝑚
3 
 Foram feitas as soluções de água-álcool nas proporções indicadas na 
tabela 2. A partir desses dados determinou-se o número de mol do etanol e da 
água, bem como a densidade da solução, com segue na tabela 2. 
Tabela 2. Valores experimentais da experiência sobre volume molar parcial. 
Solução 
Massa de 
etanol/g 
Massa 
de 
água/g 
n° de etanol/ 
mol 
n° de água/ 
mol 
Densidade da 
solução/(gmL-
1) 
1 0,00 51,16 0,00 2,84 0,97 
2 5,04 44,94 0,11 2,50 0,95 
3 10,06 39,26 0,22 2,18 0,94 
4 15 32,98 0,32 1,83 0,91 
5 25,06 20,64 0,54 1,14 0,87 
6 35,06 7,56 0,76 0,42 0,81 
7 40,1 0,00 0,87 0,00 0,76 
 
Pela análise dos dados, observa-se que a densidade quando se 
apresenta uma porção maior de água na solução, o valor experimental tende a 
se aproximar ao valor teórico da água, e ocorre de maneira análoga quando 
tem uma porção maior de etanol na solução. 
 A partir dos números de mol de etanol e água na solução, obtém-se o 
número total de mol da solução, a fração molar tanto de etanol quanto de água 
e o volume molar da solução. Como segue na tabela 3. 
Tabela 3. Valores experimentais da experiência sobre volume molar parcial. 
Solução 
Número total 
de mol 
Volume 
molar/ 
(cm3mol-1) 
Fração 
molar de 
água 
Fração molar de 
etanol 
1 2,84 18,50 1,00 0,00 
2 2,60 20,17 0,96 0,04 
3 2,40 21,91 0,91 0,09 
4 2,15 24,36 0,85 0,15 
5 1,70 31,10 0,68 0,32 
6 1,18 44,51 0,35 0,64 
7 0,87 60,39 0,00 1,00 
 
 Foram feitos os gráficos de Volume molar da solução versus fração 
molar da água e volume molar da solução versus fração molar do etanol. Como 
segue abaixo. 
Gráfico 1. Volume molar da solução versus fração molar da água. 
 
 
Onde 𝑓 ′(𝑥) = 8,388𝑥 − 46,05. 
y = 4.1943x2 - 46.052x + 60.389
0
10
20
30
40
50
60
70
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
Volume molar x Fração molar da água
Gráfico 2. Volume molar da solução versus fração molar do etanol. 
 
 
Onde 𝑔′(𝑥) = 8,388𝑥 + 37,66. 
 A partir dos pontos do gráfico faz-se o ajuste de tendência no Excel, no 
intuito de encontrar a reta tangente em cada ponto para usar nas equações 
(Eq.2) e (Eq.3) para determinar o volume molar parcial da água e o volume 
molar parcial do etanol, assim como o volume da solução. Como segue os 
resultados na tabela 4. 
Tabela 4. Valores experimentais da experiência sobre volume molar parcial. 
Solução 
Volume da 
solução/mL) 
Volume molar parcial 
da água 
Volume molar parcial do 
etanol 
1 52,5827 18,50 56,16 
2 52,5829 18,60 56,60 
3 52,5830 18,41 56,84 
4 52,5832 18,49 57,42 
5 52,5834 18,11 58,47 
6 52,5832 16,76 59,83 
7 52,5827 14,35 60,40 
 
 Imaginemos um grande volume de água pura, a 25°C. Quando a este 
volume se adiciona 1 mol de H2O, há um aumento de 18 cm3, e podemos dizer 
que 18 cm3 mol-1 é o volume molar da água pura. Porém, se juntarmos 1 mol 
de H2O a um grande volume de etanol puro, o aumento de volume é de 
somente 14 cm3. A razão da diferença entre os dois aumentos de volume está 
no fato de o volume ocupado por um determinado número de moléculas de 
y = 4.1943x2 + 37.664x + 18.531
0
10
20
30
40
50
60
70
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
Volume molar x Fração molar do etanol
água depender da natureza das moléculas que as envolvem. No segundo caso, 
há muito etanol presente, de modo que cada molécula de H2O está envolvida 
por moléculas de etanol. A rede de ligações de hidrogênio que normalmente 
mantém as moléculas de H2O a uma certa distancia umas das outras na água 
pura não pode ser formada. O agrupamento das moléculas faz com que o 
aumento de volume, pela adição de H2O, seja de apenas 14 cm3. Esta 
grandeza, 14 cm3 mol-1, é o volume parcial molar da água no etanol puro. Em 
geral, o volume molar parcial de uma substância A em uma mistura é a 
variação de volume da mistura por mol de A adicionado a um grande volume 
da mistura. [1] 
Extraindo a média dos valores a partir da (Eq.5) obtemos os valores do 
volume da solução, volume molar parcial da água e volume molar parcial do 
etanol. E assim obtém-se: 
Volume da solução = (52,58304±0,00028) cm3. 
Volume molar parcial da água = (17,60±1,56) cm3.mol-1. 
 Volume molar parcial do etanol = (57,96± 1,65) cm3.mol-1. 
Com a obtenção experimental dos volumes molar parcial da água e 
etanol, é possível obter o erro relativo em relação ao valor teórico dos volumes 
molar parcial da água e etanol que é respectivamente 18 mL.mol-1 e 58,3 
mL.mol-1, como é apresentado a seguir: 
Erro em relação ao volume molar parcial da água = 2,2%. 
Erro em relação ao volume molar parcial da água = 0,6%. 
 
2. CONCLUSÃO 
A luz da teoria os resultados obtidos no experimento se mostraram 
satisfatórios, uma vez que o desvio entre o valor observado e o valor esperado 
do volume molar parcial é justificado através da Lei de Raoult, que fornece um 
parâmetro acerca da idealidade de soluções. Ressalta-se também a tendência 
gráfica que segue a literatura uma vez que é notória a tendência decrescente 
do volume molar da solução quando esta possui maior contribuição da água e, 
observa-se tendência oposta quando a solução está mais concentrada. Listam-
se fatores que interferiram no resultado experimental: no processo de 
calibração e manejo do picnômetro há uma perca na precisão do instrumento 
decorrente de repetidos toques com a mão que podem transferir gordura e 
outras substâncias para o instrumento levando a erros experimentais; o índice 
de pureza informado pelo fabricante do etanol é de 99,8% apresentando 0,2% 
de impurezas em sua maioria água que interferem diretamente nos resultados 
obtidos; aproximações do Excel uma vez que os gráficos deste experimento 
foram realizados por software e não se sabe acerca da precisão; uso repetido 
do instrumento para soluções de concentrações distintas sendo que possíveis 
resíduos da solução anterior interferem diretamente nos resultados. 
Justificados os desvios e com base nos valores experimentais, conclui-
se o êxito do experimento descrito. 
 
3. APÊNDICE 
Densidade - 
 𝜌 =
𝑀
𝑉
 (Eq.1). 
Volume molar parcial- 
𝑉𝑚 = 𝑉𝐵 + (
𝜕𝑉𝑚
𝜕𝑥𝐴
) 𝑥𝐴 (Eq.2). 
𝑉𝑚 = 𝑉𝐴 + (
𝜕𝑉𝑚
𝜕𝑥𝐵
) 𝑥𝐵 (Eq.3). 
Média - 
 𝑦 =
1
𝑁
∑ 𝑦𝑖𝑁𝑖=1 (Eq.4). 
Erro relativo- 
 𝑒 = 
|𝑉𝑇𝐸Ó𝑅𝐼𝐶𝑂− 𝑉𝐸𝑋𝑃𝐸𝑅𝐼𝑀𝐸𝑁𝑇𝐴𝐿|
𝑉𝑇𝐸Ó𝑅𝐼𝐶𝑂
𝑋100% (Eq.5). 
 
4. REFERÊNCIAS 
[1] ATKINS, P.W.Físico – Química I, Volume 1, 9ª edição,LTC,2012.