Informe De Laboratoria De Quimica

PRÁCTICA 5

PROPIEDADES COLIGATIVAS

Las propiedades coligativas de las soluciones son aquellas que sólo dependen del número de partículas del soluto disueltas y no de su naturaleza, se trate de átomos, iones o moléculas. Las propiedades coligativas son: disminución de la presión de vapor del solvente, aumento de la temperatura de ebullición (aumento ebulloscópico) disminución de la temperatura congelación (descenso crioscópico); y la presión osmótica.

Las propiedades coligativas tienen aplicaciones importantes en el cálculo de concentraciones de soluciones, de masas molares de solutos, en la preparación de mezclas anticongelantes, soluciones de uso médico, entre otras.

OBJETIVO GENERAL

Medir la temperatura de congelación (fusión) de un solvente y la temperatura de congelación (fusión) de una solución hecha con el mismo solvente, determinando la constante crioscópica del solvente.

MARCO TEORICO

La adición de un soluto a un solvente disminuye la temperatura de fusión de éste. Para un dado solvente, la disminución del punto de fusión es directamente proporcional a la concentración de partículas disueltas en él. Para el naftaleno, la relación existente entre el descenso de la temperatura de fusión y la molaridad de la solución es 6,9° Kg/mol, valor que representa la constante crioscópica (Kf).

En este experimento se determina la masa molecular del azufre (soluto) disuelto en naftaleno (solvente), determinando la temperatura de fusión de una solución que contiene masas conocidas de ambos constituyentes. A partir del punto de fusión observado y conociendo el punto de fusión del solvente puro y la constante crioscópica de éste, es posible determinar la masa molecular del soluto.

Por lo tanto, para determinar masas moleculares mediante la disminución del punto de congelación del solvente, es necesario primero "calibrar" éste, midiendo su constante crioscópica. Para ello, se prepara una solución con masas conocidas de un soluto conocido y el solvente elegido y se determina la temperatura de fusión de la solución. En este trabajo práctico se empleará azufre como soluto de masa molecular conocida y naftaleno como solvente.

DETERMINACIÓN DE LA MASA MOLAR A PARTIR DEL DESCENSO DEL PUNTO DE SOLIDIFICACIÓN

El agregado de un soluto a un solvente, en general, desciende el punto de solidificación (o cristalización) del solvente.

Si T0f (temperatura en K o ºC) es el punto de solidificación del solvente puro, y Tf (temperatura en K o ºC) es el punto de solidificación de la solución, entonces la variación de las temperaturas ΔTf es: ΔTf = T0f – Tf

El signo de ΔTf es siempre positivo. El hecho de que el punto de solidificación de la solución sea más bajo que el del solvente puro es en realidad una consecuencia más del descenso de la presión de vapor del solvente en la solución. Como con algunas limitaciones puede aceptarse que para estas soluciones el descenso del punto de solidificación ΔTf será proporcional al descenso relativo de la presión de vapor.

En soluciones diluidas, puede aceptarse que la fracción molar del soluto es proporcional a la molaridad de la solución, en consecuencia:

ΔTf = Kf m

Donde m es la molaridad de la solución y Kf es la constante crioscópica molar. De la ecuación anterior se deduce que el significado físico de Kf es equivalente al descenso del punto de solidificación para una solución de molaridad igual a la unidad; como en general una solución de molaridad igual a 1 no sería lo suficientemente diluida como para que la ecuación fuese válida, Kf debe ser considerada como el descenso de solidificación para una solución de molaridad unitaria supuestamente ideal.

Los valores de Kf se hallan tabulados: para el agua es 1,86, para el benceno 5,12, para el alcanfor 40, etc. Cuanto mayor sea el valor numérico de Kf tanto mayor será el salto del ΔTf observado experimentalmente para una determinada molaridad; de allí que presenten particular interés aquellos solventes de elevado Kf. Para el naftaleno, que es el solvente a utilizarse en esta experiencia, el Kf equivale a 7,0 °C/m, donde m es la molaridad.

En este experimento se determinará la masa molar de un soluto por medio del descenso crioscópico.

Tf = Kf m

Tf = T0f (congelación del solvente) – Tf (congelación de la solución)

Kf = Constante crioscopica molar del solvente

m = Concentración molar o molaridad.

La concentración molar a su vez es igual

m= n(soluto) mol m(soluto) g = ___________m(soluto) g_______

m(solvente) Kg (M(soluto) g/mol)(m(solvente) Kg)

Tf = Kf ________m(soluto) g___________

(M(soluto) g/mol)(m(solvente) Kg)

Donde:

m(soluto) = masa del soluto (g)

m(solvente) = masa del solvente (Kg)

M(soluto) = masa molar del soluto (g/mol)

De la última ecuación se calcula la constante crioscópica del solvente

MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS

~1 Tubo de ensayo grande

~Termómetro de laboratorio

~Pinzas

~Alambre de cobre

~Mechero

~Soporte universal

~Espátula

~Balanza

~Naftaleno

~Azufre

~Tapón de goma

~Agitador de alambre

~Beaker de 250mL

METODOLOGÍA

Adaptada de: http://www.fi.uba.ar/materias/6302/TP4.pdf

Figura 1. Montaje necesario para la práctica 5

Diseño: LQ. Rodríguez, Johny 2008

Limpieza del dispositivo empleado

CÁLCULOS

I. Determinar la masa molar del azufre

En primera instancia se mide el punto de solidificación del solvente (naftaleno) puro. Luego, se disuelve una determinada masa de azufre en una determinada cantidad de naftaleno.

Experimentalmente se mide el

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