Mezclas Frigoríficas

Alumno: Andrés Espinoza.

Paralelo: 2

Profesora: Ing. Judith Flores.Fecha: 22/07/13

Escuela Superior Politécnica del Litoral

1. Objetivos

Establecer por medio de un gráfico el punto criohidrático y el comportamiento de un sistema en equilibrio.

Determinar el peso molecular del soluto.

2. Materiales y reactivos

Vasos de 250 ml Termómetro 20o – 100o

Agitador Cloruro de amonio o de sodio. Hielo

3. Procedimiento

Procedimiento para formar la mezcla frigorífica hielo – cloruro de sodio

1) Agregar 100 g de hielo finamente picado en un vaso de precipitación de 250 ml

2) Añadir 5 g de NaCl, luego agite y mida la temperatura mínima que se obtiene.

3) Repetir el paso 2, agregando cada vez 5 g de cloruro de sodio hasta llegar a 40 g anotando en cada caso la temperatura mínima obtenida.

4) Con los datos anotados construya un gráfico temperatura (T) vs gramos (G) de NaCl.

4. Teoría

En química se llaman propiedades coligativas a aquellas propiedades de una disolución que dependen únicamente de la concentración. No guardan ninguna relación con el tamaño ni con cualquier otra propiedad de los solutos.

Son función sólo del número de partículas y son resultado del mismo fenómeno: el efecto de las partículas de soluto sobre la presión de vapor del disolvente, las cuatro propiedades coligativas son:

Descenso de la presión de vapor del disolvente (solvente) Elevación ebulloscópica Descenso crioscópico

Presión osmótica

Descenso de la presión de vapor del disolvente

La presión de vapor de un disolvente desciende cuando se le añade un soluto no volátil. Este efecto es el resultado de dos factores:

La disminución del número de moléculas del disolvente en la superficie libre La aparición de fuerzas atractivas entre las moléculas del soluto y las moléculas

del disolvente, dificultando su paso a vapor

La formulación matemática de este hecho viene expresada por la observación de Raoult de que el descenso relativo de la presión de vapor del disolvente en una disolución es proporcional a la fracción molar del soluto.

En pocas palabras el descenso de presión se produce por dos razones: por probabilidad, pues es menos probable que existan moléculas de disolvente en el límite de cambio, y por cohesión, pues las moléculas de soluto atraen a las de disolvente por lo que cuesta más el cambio.

Elevación ebulloscópica

Cuando se añade soluto no volátil al solvente también podríamos desplazar el punto de ebullición y el punto de congelación de dicho solvente.

El punto de ebullición de un líquido es la temperatura a la cual la presión de vapor se iguala a la presión aplicada en su superficie. Para los líquidos en recipientes abiertos, ésta es la presión atmosférica. La presencia de moléculas de un soluto no volátil en una solución ocasiona la elevación en el punto de ebullición de la solución. Esto debido a que las moléculas de soluto al retardar la evaporación de las moléculas del disolvente hacen disminuir la presión de vapor y en consecuencia la solución requiere de mayor temperatura para que su presión de vapor se eleve o iguale a la presión atmosférica. La temperatura de ebullición del agua pura es 100 ºC.

El punto de congelación de un líquido es la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido y del sólido se iguala.

El punto de congelación se alcanza en una solución cuando la energía cinética de las moléculas se hace menor a medida que la temperatura disminuye; el aumento de las fuerzas intermoleculares de atracción y el descenso de la energía cinética son las causas de que los líquidos cristalicen. Las soluciones siempre se congelan a menor temperatura que el disolvente puro. La temperatura de congelación del agua pura es 0ºC.

Presión osmótica

La presión osmótica es la propiedad coligativa más importante por sus aplicaciones biológicas. La ósmosis es la tendencia que tienen los solventes a ir desde zonas de menor hacia zonas de mayor concentración de partículas. El efecto puede pensarse como una tendencia de los solventes a "diluir". Es el pasaje espontáneo de solvente desde una solución más diluida hacia una solución más concentrada, cuando se hallan separadas por una membrana semipermeable.

5. Diagrama

6. Tabla de datos y resultados

Masa de cloruro de sodio en 100 g de hielo

T (oC)

0 05 -13

10 -1615 -1720 -17.525 -18.230 -18.735 -1940 -17

1ra parte∆ t f=0−(−19 )=19oC

2da parte (calulo del peso atómico del NaCl)

Cálculo de la Molalidad

m=∆ t fK f

= 191.86

=10.215

Cálculo de los moles de soluto:

m= Moles solutoKg(solvente)

Moles soluto=(10.215)(0.1)

Moles soluto=1.0215Moles NaCl

Peso molecular NaCl:

PmNaCl= 351.0215

=34.263 g NaCl

7. Conclusiones

En esta práctica de mezclas frigoríficas, se pudo demostrar que al añadir un soluto (en nuestro caso NaCl) en un disolvente (H2O), se va a bajar la temperatura de la mezcla que va a ser menor que la de cada componente por separado, esta disminución en la temperatura por debajo de 0oC depende de la cantidad de sustancia añadida.

En nuestra práctica el punto Criohidrático esta dado cuando la temperatura alcanza los -19oC (mínima temperatura), esto ocurrió luego de haber añadido 35 gramos de NaCl. Estamos seguros de este valor porque al añadir 40 g de NaCl la temperatura tendió a aumentar.

Por ultimo tuvimos que calcular el peso molecular de NaCl, nos ayudamos de la molalidad para iniciar nuestros calculo, obteniendo un peso molecular de 34.263 g con un error porcentual de 40.93%, este error considerable se debió en buena parte al estado de los termómetros.

8. Recomendaciones

Manipular adecuadamente los vasos de vidrio y el agitador. Agitar lo más que se pueda la mezcla para homogenizar la disolución para

obtener una correcta temperatura de equilibrio. Limpiar el material usado y ordenarlos como se encontró al principio de la

práctica.

9. Bibliografía

http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/coligativas.htm#po http://fisicoquimexp.blogspot.com/2009/06/propiedades-coligativas.html http://www.rena.edu.ve/cuartaEtapa/quimica/Tema4.html

10.Anexos