Universidad Nacional Autonoma de Mexico

Facultad de Química

Practica 5

Propiedades coligativas

Integrantes:

Objetivo: 

Analizar el efecto que tiene la adición de cantidades diferentes de un soluto no electrolito, sobre el abatimiento de la temperatura de fusión de un disolvente.

Introducción: Las propiedades coligativas o propiedades colectivas son propiedades que dependen solo del numero de partículas de soluto en la disolución y no de la naturaleza de las partículas del soluto. Todas estas especies tienen un mismo origen ya que dependen del número de partículas de soluto presentes, independientemente de que sean átomos, iones o moléculas. Las propiedades coligativas son la disminución de la presión de vapor, la elevación del punto de ebullición, la disminución del punto de congelación y la presión osmótica. Por lo tanto en las propiedades coligativas de disoluciones de no electrolitos, son disoluciones cuyas concentraciones son ≤ 0,2 M. Estas propiedades proporcionan un medio para determinar la masa molar de un soluto. Aunque cualquiera de las cuatro propiedades sirve para este propósito, en la práctica solo se utiliza la disminución del punto de congelación y la presión osmótica, para calcular la molaridad o molalidad de una disolución. Las curvas de enfriamiento son una representación gráfica de la temperatura de un material frente al tiempo conforme este se enfría. Proporcionan información sobre el cambio de fase de las sustancias En la práctica observáremos dicho comportamiento en Dextrosa y Urea.

Algoritmo de calculo: ΔTf=To –T To =Donde es la temperatura de fusión del agua. T= punto de fusión de la sustancia

Resultados:

Temperatura (ºC)

Temperatura (ºC)

Temperatura (ºC)

Sistema H2O H2O/Dextrosa

H2O/Dextrosa

H2O/Dextrosa

H2O/Dextrosa

H2O/Dextrosa

Tiempo 0.0 m 0.2 m 0.40 m 0.6 m 0.8 m 1.0 m

0.0 8.8 25.8 28.9 24.2 28.5 25.6

0.5 5.1 12.8 9 4.2 8.2 6.5

1.0 2.8 6.1 0.5 1.5 1.3 1.9

1.5 1.3 2.0 -1.2 -2.2 -2.3 -5.7

2.0 -0.6 -1.4 -1.3 -4.1 -2.24 -3.3

2.5 -1.7 -1.0 -1.4 -1.4 -2.2 -2.8

3.0 -1.4 -0.7 -1.4 -1.4 -2.2 -2.8

3.5 -0.3 -0.7 -1.4

4.0 -0.3 -0.7 -1.7

4.5 -0.3 -0.7 -1.6

5.0 -0.3 -0.7

Tem

pera

tura

-7.5

0

7.5

15

22.5

30

Tiempo0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

0.0 m 0.2 m 0.4 m 0.6 m 0.8 m 1.0 m

Tem

pera

tura

-274

-272.75

-271.5

-270.25

-269

Concentracion mol/Kg0.2 0.4 0.6 0.8 1

NaCl CaCl2 Dextrosa (1) Dextrosa (2) Urea

Grafica Dextrosa: m/ moles TºC T/ (k) Delta T /(K)

Agua /Urea

0.2 -0.6 272.55 -272.55

0.4 -1.2 271.95 -271.95

0.6 -1.6 271.55 -271.55

0.8 -2.4 270.75 -270.75

1 -3.5 269.65 -269.65

Agua / Dextrosa

0.2 -0.7 272.45 -273.75

0.4 -1.4 271.75 -272.05

0.6 -1.9 271.25 -271.55

0.8 2.2 270.45 -271.25

1 -2.8 270.35 -270.65

Agua / Dextrosa

0.2 -0.7 272.45 -271.75

0.4 -1.1 272.05 -272.35

0.6 -1.7 271.45 -271.75

0.8 -2.1 271.05 -271.35

1 -2.7 210.45 -270.75

Agua/ CaCl2

0.2 -1 272.15 -272.35

0.4 -1.7 271.45 -271.65

0.6 -2.5 271.65 -270.85

0.8 -3.3 269.85 -270.05

1 -4.1 269.05 -269.25

Agua/ NaCl

0.2 -1.2 271.95 -272.25

0.4 -1.7 271.45 -271.75

0.6 -2.1 271.05 -271.35

0.8 -2.5 269.65 -269.95

1 -4 269.15 -269.45

Del

ta (T

) ele

ctro

litic

as (N

aCl,

Cac

l2)

-273

-272

-271

-270

-269

Delta (T) no electroliticas (Urea)-272.55 -271.95 -271.55 -270.75 -269.65

NaCl CaCl2D

elta

(T) e

lect

rolit

icas

(NaC

l, C

aCl2

)

-273

-272

-271

-270

-269

Delta (T) no electroliticas Dextrosa (1)-273.75 -272.05 -271.55 -271.25 -270.65

NaCl CaCl2

Calculo:

Calculo de la constante crioscopica del agua

m= # T (K)/ # Concentración (mol/Kg)

Dextrosa: m= (272.45-270.35)/ (1-0.2) = 2.625 K kg/ mol

Urea : m= (272.55-269.65)/ (1-0.2) = 3.62 K Kg/ mol

Análisis de Resultados:

1- Explicar cómo varía la temperatura de congelación de las disoluciones en función de la concentración de urea y de la dextrosa, de acuerdo a los datos incluidos en las tablas 1y 2

La temperatura de congelación de las distintas disoluciones de urea y de dextrosa, disminuye conforme la concentración aumenta

2-Explicar porqué la temperatura de los sistemas objeto de estudio permanece constante en cierto intervalo de tiempo

Porque en este momento se establece el equilibrio entre las fases LQUIDO-SÓLIDO y es a lo que se le denomina temperatura de fusión

3-Explicar el comportamiento del gráfico de la disminución de la temperatura de congelación en función de la concentración de urea y de dextrosa proponer una ecuación que lo describa

Conforme aumenta la concentración en las disoluciones, la disminución de la temperatura va aumentando, por lo que son directamente proporcionales.

Tºf- Tf = Kc m

Donde: ΔT es la disminución del punto de congelación, Kc es la constante crioscópica y m es la molalidad de la disolución.

Conclusiones:

En esta práctica se estudio una de las propiedades coligativas, que es la disminución en el punto de congelación de disoluciones a diferentes concentraciones de urea y dextrosa, los cuales son solutos no electrolitos ya que estos no se disocian en iones al encontrarse en solución acuosa. En las curvas de enfriamiento se muestra que al aumentarse la molalidad de las disoluciones la temperatura de congelación disminuye. Por lo que esta relación es inversamente proporcional.

Lo que se comprobó en esta práctica fue que al ir aumentando la concentración de cualquiera de los dos solutos, la diferencia de temperatura aumenta. Son directamente proporcionales. Y al graficar la diferencia temperatura y la concentración se muestra que tienen una tendencia lineal y la pendiente de la recta corresponde a la constante crioscópica del agua

Aplicaciones: Ingenieria Química:

La magnitud del descenso crioscopico es una medida directa de la cantidad total de impurezas que puede tener un producto; a mayor descenso crioscopico, más impurezas contienen la muestra analizada.

EN LA INDUSTRIA AGRALIMENTARIA, ESTA PROPIEDAD SE APROVECHA PARA DETECTAR ADULTERACIONES EN LA LECHE

Quimica: El hielo en banquetas y en carreteras congeladas se derrite cuando espolvorean sales como NaCl o CaCl2 este método de deshielo funciona porque disminuye el punto de congelación del agua. La disminución del punto de congelación se define como el punto de congelación del disolvente puro menos el punto de la congelación de la disolución Tf :

La congelación implica la transición de un estado desordenado a un estado ordenado, para que esto suceda el sistema debe de liberar energía. En una disolución hay mayor desorden que en el disolvente, es necesario que libere energía para generar orden en un disolvente puro, por tanto la disolución tiene menor punto de congelación que el disolvente.

QFB:

La ecuación del descenso crioscopico de Raoult resulta muy útil para la determinación de masas moleculares de solutos. La actividad del disolvente que se puede relacionar con las actividades del soluto usando la ecuación de GIBBS-DUHEM

Bibliografia:

• David W. Ball, (2004), Fisicoquímica, Editorial Thomson, • Keith J. Laidler, (1997), Fisicoquímica, Editorial CECSA.