Física Química 2015- III

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PROPIEDADES COLIGATIVAS DE LAS SOLUCIONES

I. OBJETIVO:

- Reconocer las propiedades del soluto no volátil y el solvente de una solución.

- Determinar la constante ebulloscópica de una solución.

II. PRINCIPIOS TEÓRICOS:

En primer lugar, recordemos que la temperatura de ebullición es aquella temperatura a la cual es necesaria calentar un líquido para que la presión de vapor del mismo sea igual a la presión externa que existe sobre el líquido. Ahora bien, cuando se le agrega un soluto no electrolito a un solvente y se forma una solución, se produce una reducción en la presión de vapor en el solvente. Si la presión de vapor es menor, se requiere aumentar la temperatura a un valor mayor para que las interacciones entre el soluto y el solvente cedan y las moléculas de solvente pasen a un estado de vapor para buscar el equilibrio entre la presión del solvente y la presión que se encuentre en el entorno.

En otras palabras, al aumentar la cantidad de moléculas de soluto presentes en la solución,

ésta aumenta su concentración, y para romper las interacciones entre el soluto y el

solvente, por lo tanto, es necesario proporcionarle más energía.

El aumento en el punto de ebullición de una solución es directamente proporcional al

número de partículas de soluto disueltas en una masa fija de solvente. Por esta razón, el

aumento del punto de ebullición de una solución que contiene un soluto no electrolito viene

dada por la siguiente Ecuación:

𝑻𝒆𝒃 – 𝑻°𝒆𝒃 = 𝑲𝒆𝒃 . 𝒎

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Para solutos ionizados usando el factor de Van´t Hoff:

𝑻𝒆𝒃 – 𝑻°𝒆𝒃 = 𝒊 ∗ 𝑲𝒆𝒃 ∗ 𝒎

𝐷ó𝑛𝑑𝑒:

𝑇𝑒𝑏 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑏𝑢𝑙𝑙𝑖𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛. (°𝐶)

𝑇°𝑒𝑏 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑏𝑢𝑙𝑙𝑖𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑢𝑟𝑜. (°𝐶)

𝐾𝑒𝑏 = 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑏𝑢𝑙𝑙𝑖𝑐𝑖ó𝑛 𝑜 𝑐𝑡𝑒 𝑒𝑏𝑢𝑙𝑙𝑜𝑠𝑐ó𝑝𝑖𝑐𝑎.

𝑚 = 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 (𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 / 1000 𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒).

𝑖 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑉𝑎𝑛′𝑡 𝐻𝑜𝑓𝑓.

La magnitud de Keb, denominada constante molal de elevación del punto de ebullición o

constante ebulloscópica, depende solo del solvente y representa el aumento del punto de

ebullición cuando un mol de un soluto no electrolito no volátil se disuelve en 1000 g de

solvente.

Hay que tomar en cuenta que para el caso del descenso crioscópico y el aumento

ebulloscópico, es necesario trabajar con la molalidad; ya que la misma se independiza de la

temperatura que modificaría los volúmenes y logra la relación entre los gramos de soluto

con los gramos de solvente. Cada solvente puro contiene su propia constante ebulloscópica

en específico. Aquí se encuentra una tabla de solventes con sus constantes ebulloscópicas.

Solvente Keb (°C*Kg/mol)

Agua 0.52

Benceno 2.53

Ciclohexano 2.79

Fenol 3.04

FACTOR DE VAN'T HOFF

El factor de Van't Hoff es un parámetro que indica la cantidad de especies presentes que provienen de un soluto tras la disolución del mismo en un solvente dado. Se le denota con "𝒊".

Por ejemplo:

𝒊 = 1 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑎𝑧ú𝑐𝑎𝑟 𝑒𝑛 𝑎𝑔𝑢𝑎. 𝒊 = 2 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑁𝑎𝐶𝑙 𝑒𝑛 𝑎𝑔𝑢𝑎 (𝑢𝑛 𝑖𝑜𝑛 𝑐𝑙𝑜𝑟𝑢𝑟𝑜 𝑦 𝑢𝑛 𝑖𝑜𝑛 𝑠𝑜𝑑𝑖𝑜). 𝒊 = 3 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝐶𝑎𝐶𝑙2 𝑒𝑛 𝑎𝑔𝑢𝑎 (𝑑𝑜𝑠 𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑐𝑙𝑜𝑟𝑢𝑟𝑜 𝑦 𝑢𝑛 𝑖𝑜𝑛 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑖𝑜). 𝒊 = 2 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝐻𝐶𝑙 𝑒𝑛 𝑎𝑔𝑢𝑎 (𝑠𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑐𝑖𝑎 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑙𝑒𝑡𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒). 𝒊 = 1 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝐻𝐶𝑙 𝑒𝑛 𝑏𝑒𝑛𝑐𝑒𝑛𝑜. (𝑛𝑜 𝑠𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛 𝑏𝑒𝑛𝑐𝑒𝑛𝑜)

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III. PARTE EXPERIMENTAL

a) Materiales:

- Vasos de precipitado

- Probeta

- Bagueta

- Pinza metálica

- Termómetro

- Balanza electrónica

- Plancha de calentamiento

b) Reactivos:

- Cloruro de sodio

- Agua Destilada

c) Procedimiento:

1. Preparación de una solución con concentración molal.

Pesar en un vaso precipitado 50 g de agua destilada. Colocar el vaso con el contenido

en una plancha de calentamiento y determinar el punto de ebullición del solvente.

Pesar nuevamente 50 g de agua destilada en otro vaso precipitado y añadir 15 gramos

de cloruro de sodio. Mezcle utilizando la bagueta y luego calcule la concentración

molal de la solución.

2. Determinación de la constante ebulloscópica

Coloque la solución salina anterior en una plancha de calentamiento y llévelo hasta su

punto de ebullición, Anotar la temperatura.

Calcule la constante ebulloscópica de la solución.

Autor: Laboratorio de Química UTP

Revisado, aumentado y corregido: Equipo de Laboratorio de Química UTP

Última actualización: Agosto 2015

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REPORTE DE LABORATORIO DE FÍSICA QUÍMICA

PRÁCTICA N°02: PROPIEDADES COLIGATIVAS DE LAS SOLUCIONES

PROFESOR:

FECHA:

HORARIO:

INTEGRANTES:

Apellidos y nombres Apellidos y nombres

1 5

2 6

3 7

4 8

I. CÁLCULOS Y RESULTADOS

Complete las tablas y adjunte sus cálculos en una hoja adicional al reporte.

MUESTRAS T(°C) Ebullición

Agua Destilada

Solución Salina

Componentes Molalidad de la

Solución

Constante Ebulloscopica % Error

Teórica Experimental

Soluto: Solvente:

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II. CONCLUSIONES

1)

2)

3)

4)

III. CUESTIONARIO

1. La constante molal ebulloscópica es diferente para cada disolvente. ¿A qué se

deberá este comportamiento?

2. Mencionar 3 aplicaciones de la ebulloscopia en la vida cotidiana.