PRACTICA 3: PROPIEDADES COLIGATIVAS

JULIAN GALEANO RAVELO, CÓDIGO: 5131577 JUAN FELIPE RIVERA, CÓDIGO: 5131651

NATALIA GUTIERREZ, CÓDIGO:

Informe de laboratorio química experimental Grupo 4

Sub- grupo 2

Julia Amanda Tovar BarriosQUÍMICA EXPERIMENTAL

FUNDACIÓN UNIVERSIDAD DE AMÉRICAFACULTAD DE INGENIERÍASINGENIERÍA DE PETRÓLEOS

BOGOTÁ D.C29/08/2013

FIRMAS __________________ y __________________y __________________

OBJETIVOS

Objetivo general.

Reconocer las propiedades coligativas en especial la depresión del punto de congelación.

Objetivos específicos.

Determinar experimentalmente el punto de congelación de un solvente puro.

Determinar experimentalmente el punto de congelación de una disolución. Analizar el efecto de la agitación en la determinación del punto de

congelación. Obtener experimentalmente la masa molar de un soluto no volátil a partir

del descenso crioscópico observado.

MARCO TEÓRICO

Propiedades coligativasSon aquellas propiedades de un solvente que se ven afectadas por la cantidad total de partículas que un soluto le aporte al solvente al disolverse en él, sin importar la naturaleza química del soluto. Son cuatro las propiedades coligativas:

Disminución de la presión de vaporUn líquido puro que esté en un recipiente cerrado establece un equilibrio líquido-vapor, o L-V, porque las moléculas pasan constantemente del estado líquido al gaseoso, siendo la velocidad de paso de líquido a vapor la misma que la del regreso de vapor a líquido. La presencia de un soluto provoca que la cantidad de moléculas de un solvente que pueden establecer su equilibrio líquido-vapor sea cada vez menor en tanto mayor cantidad de partículas de soluto estén en disueltas en el solvente.Aumento del punto de ebulliciónSi la presencia de un soluto no volátil hace que el paso de las moléculas del solvente hacia la fase de vapor sea más difícil en tanto más partículas de soluto estén disueltas, entonces lograr que el solvente pase a fase gaseosa de forma masiva es también más difícil que cuando el solvente está puro; si el solvente puro ebulle a una temperatura dada, a presión constante, habrá que aumentar la temperatura para que la solución empiece a ebullir.

Disminución del punto de congelación

Como la presencia del soluto hace descender la presión de vapor del solvente, y el punto de congelación es la temperatura a la cual la presión de vapor del solvente líquido es igual a la del solvente sólido, el punto de congelación del solvente también debe bajar respecto al del solvente puro.Presión osmóticaCuando dos soluciones de distinta concentración están en contacto a través de una membrana semipermeable (membrana que deja pasar sólo unas moléculas y no otras), y la membrana sólo deja pasar moléculas de solvente, habrá un paso espontaneo de moléculas de solvente desde la región más diluida hacia la más concentrada; es decir, el solvente viajara hacia donde haga falta, y habrá una tendencia a igualar las concentraciones de las dos soluciones. Este proceso se denomina ósmosis.

TABLAS DE DATOS Y RESULTADOSSolvente puro con agitación Solvente puro sin agitación Solución (solvente + soluto no

volátil) con agitación

Tiempo(s)

T( oC) Tiempo(s)

T( oC) Tiempo(s)

T( oC) Tiempo(s)

T( oC) Tiempo(s)

T( oC) Tiempo(s)

T( oC)

0 20 540 0 20 540 0 18 540 030 12 570 30 18 570 30 16 570 060 8 600 60 12 600 60 12 600 090 6 630 90 6 630 90 7 630 0

120 6 660 120 6 660 120 5 660 0150 6 690 150 6 690 150 4 690 0180 6 720 180 6 720 180 3 720 0210 6 750 210 6 750 210 2 750 0240 5 780 240 6 780 240 2 780 0270 5 810 270 6 810 270 2 810 0300 5 840 300 6 840 300 2 840 0

330 870 330 6 870 330 0 870 0360 900 360 6 900 360 0 900 0390 930 390 6 930 390 0 930420 960 420 960 420 0 960450 990 450 990 450 0 990

480 1020 480 1020 480 0 1020510 1050 510 1050 510 0 1050

T O f (OC)

TF (OC) ∆TF (oC)

mexp:

¿ ∆T Fk f .i

Masa del soluto pesado (g)

V1

(ml)

ns,

= mexp .(v 1.d1)

1000

MM2

Teórica

(g/mol)

MM2

experimental

(g/mol)

MM2= gs/ns

% error

o 6.5 6.50.31 g

0.3 10 2.4x10-3mol 128 121.48gnaftaleno

5.09%

∆TF= TO f−¿ TF (OC)

∆TF= 6.5 – 0

∆ T F = 6.5 O C

mexp: ¿∆T Fk f .i

= 6.4

20.2x 1= 0.317 moles.

ns, = mexp .(v 1.d1)

1000= 0.317 .(10. x0.779 g/ml)

1000= 2.4x10 -3 moles

10 ml C6H12x 0.779g

mlC6H 12x1kg1000g

=¿0.00779 kg C6H12

MM Naftaleno experimental = 3 x10−4

2.4 x10−3moles=0.121kg x

1000g1kg

=

121.48gnaftaleno

% error = masamolar teórica−masamolar experimental

masamolar teóricax 100

% error = 128−121.48

128x 100 = 5.09%

DISCUSIÓN Y ANALISIS DE RESULTADOS

1.) ¿A qué temperatura se formaron cristales en el primer experimento? RESPUESTA: 6 oC

2.) ¿Dónde se estabilizo la temperatura después del súper enfriamiento en el segundo experimento?

RESPUESTA: 7 oC3.) ¿Cuál es su punto de congelación experimental del solvente (Benceno

o Ácido Acético glacial según el caso)?RESPUESTA: 6 oC

4.) ¿Cuál es el punto de congelación teórico del solvente (Benceno o Ácido Acético Glacial?RESPUESTA: 6.4 oC

5.) ¿Cuántos grados bajó el punto de congelación debido al soluto (naftaleno o Ácido Benzoico)? Haga esto aproximando al decimal más cercano el valor de temperatura entre las partes planas de su gráfica de Tiempo de congelación vs. Temperatura de congelación para la solución. Marque con una flecha el área de la gráfica sobre la cual aproxima.RESPUESTA: 6.4 oC

6.) ¿Cuál es el efecto de agitar el solvente puro (Benceno o Ácido Acético), en el proceso de obtener el punto de Congelación del solvente?RESPUESTA: El efecto de agitar el solvente puro es que se llegó más rápido a la temperatura de congelación y bajo un poco más.

7.) ¿Qué es el sobre enfriamiento de un solvente?RESPUESTA: El fenómeno conocido como sobre enfriamiento se refiere a que la formación de la fase sólida (a partir de un líquido enfriado) comienza una a temperatura más baja que la temperatura de congelación.

8.) ¿En sus experimentos, obtiene sobre enfriamiento del solvente? ¿Por qué sí, o por qué no?RESPUESTA: Si, se pudo observar sobre enfriamiento ya que la formación de la fase sólida comenzó a una temperatura más baja (5oC).

9.) ¿Qué tienen en común el punto de fusión y el punto de congelación de una sustancia?RESPUESTA:

10.) ¿Cuál es la diferencia entre el punto de fusión y el punto de congelación de una sustancia?

11.) ¿Cuál es la masa molecular experimental del soluto? Justifique su respuesta con sus cálculos.

RESPUESTA: MM Naftaleno experimental = 3 x10−4

2.4 x10−3moles=0.121kg x

1000g1kg

= 121.48g naftaleno

12.) ¿Cuál es el porcentaje de error? Justifique su respuesta con sus cálculos.

RESPUESTA:

% error = masamolar teórica−masamolar experimental

masamolar teóricax 100

% error = 128−121.48

128x 100 = 5.09%

CONCLUSIONES

De determinó experimentalmente el punto de congelación de un solvente, en este caso ciclohexano y se comparó con el teórico.

Se observó que pasa con el solvente puro cuando este se somete al proceso de agitación y su comparación con el solvente puro sin agitación.

Se aprendió como a partir de las propiedades coligativas se puede determinar la masa molar del soluto, en este caso el naftaleno.

Se pudo comprobar experimentalmente como el agregar soluto a un solvente afecta su punto de congelación, dependiendo de la constante crioscopica del solvente.

BIBLIOGRAFIA

BROWN, T. L.; LEMAY, JR., H. E.; BURSTEN, B. E.; MURPHY, C. J.: QUÍMICA: LA CIENCIA CENTRAL.PEARSON EDUCACIÓN, 11ª EDICIÓN (2004), MÉXICO DF. CAPÍTULO 4.BROWN, T. L.; LEMAY, JR., H. E.; BURSTEN, B. E.; MURPHY, C. J.: QUÍMICA: LA CIENCIA CENTRAL.PEARSON EDUCACIÓN, 9ª EDICIÓN (2009), MÉXICO DF. CAPÍTULO 13.

CUESTIONARIO.

1.) A 25.0 ºC, una solución de un soluto no electrolito no volátil muestra una presión de vapor del solvente sobre la solución de 23.2 torr. La presión de vapor del solvente puro es 23.8 torr a la misma temperatura. Si la solución se realizó disolviendo 50.0 ml de soluto (d = 1.26 g/ml) en 500.0 ml de agua (d = 1.00 g/ml), calcular la masa molar del soluto.RESPUESTA:

2.) La adrenalina, también llamada epinefrina cuando se obtiene de manera sintética, es la hormona que provoca la producción de moléculas extra de glucosa cuando se está bajo estrés o emergencia. Una solución de 0.64 g de adrenalina disuelta en 36.0 g de CCl4 (l)

presenta una elevación del punto de ebullición del solvente de 0.49 ºC. (El valor de Kb para el CCl4 aparece en la Tabla 1).a. Calcule la masa molar de la adrenalina.

RESPUESTA:b. ¿La masa molar de la adrenalina que calculó en el punto anterior coincide con la que

se obtiene a partir de la siguiente fórmula estructural? Calcule el porcentaje de error.RESPUESTA:

3.) Cuando 0.55 g de Ácido benzoico puro, C6H5COOH, se disuelven en 32.0 g de Benceno (C6H6), la solución se congela a 5.14 ºC. Si el punto de congelación del solvente puro es 5.5 ºC,a. Calcule la masa molar del ácido benzoico.

RESPUESTA: b. Use la siguiente estructura para explicar la diferencia entre el valor antes calculado y

el valor real de la masa molar del Ácido benzoico, que como se puede notar en la estructura, es de 122 g/mol.RESPUESTA:

4.) Una solución de 0.150 g una proteína llamada lisozima, disuelta en 210 ml de solución, presenta una presión osmótica de 0.953 torr a 25.0 ºC. Calcule la masa molar de la lisozima.RESPUESTA:

0 60120

180240

300360

420480

540600

660720

780840

9000

5

10

15

20

25GRÁFICA DE TIEMPO DE CONGELACIÓN VS. TEMPERATURA DE CONGELACIÓN

SOLVENTE SIN AGITACIÓN

SOLVENTE CON AGITACIÓN

SOLVENTE CON NAFTALENO

TIEMPO (Seg)

TEM

P (º

C)