Practica 6

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE QUÍMICA

“LABORATORIO DE EQUILIBRIO Y CINÉTICA”

Práctica 6: “Propiedades coligativas. Soluciones de electrolitos fuertes”

Equipo: 1

Integrantes:

Calvario Yáñez Paulina Itzel

Leyva Olvera Gabriela Yoseline

Rojas Gutiérrez Margarita

Profesora: Gregoria Flores Rodríguez

Grupo: 1

Semestre: 2015-2

Fecha de entrega: 20-Abril-2015

“PROPIEDADES COLIGATIVAS, SOLUCIONES DE ELECTROLITOS FUERTES”

OBJETIVOS

I. OBJETIVO GENERALAnalizar el efecto que tiene la adición de cantidades diferentes de un soluto no electrolito y un electrolito fuerte sobre el abatimiento de la temperatura de fusión de un disolvente.

II. OBJETIVOS PARTICULARESa. Determinar la temperatura de congelación de disoluciones acuosas de un

electrolito fuerte, a diferentes concentraciones, a partir de curvas de enfriamiento.

b. Comparar la temperatura de congelación de soluciones de electrolito fuerte (NaCl y CaCl2) a la misma concentración.

INTRODUCCIÓN

La presencia de un soluto afecta diversas propiedades del líquido en donde está disuelto:

La presión de vapor del líquido puro es mayor que la de una disolución. La temperatura a la que hierve un líquido puro es menor que la de una disolución. La temperatura a la que se congela un líquido puro es mayor que la de una

disolución.

Estas propiedades se conocen como “ coligativas” . La magnitud de la modificación de la presión de vapor o las temperaturas de ebullición o congelación depende de la cantidad de soluto disuelto.

El punto de congelación es la temperatura a la cual una solución se halla en equilibrio con el solvente sólido .La soluciones se congelan a temperaturas menores que el solvente puro. Por tanto cualquier solución debe tener un punto de congelación T menor que la del solvente To:

∆T f=T 0−T

Una sustancia que se disocia en forma casi completa para dar iones en solución se llama electrolito fuerte.

Las soluciones de electrolitos fuertes muestran marcadas desviaciones del comportamiento ideal, incluso a concentraciones menores que aquellas a las cuales una solución de no electrolito se comportaría como diluida idealmente.

PROBLEMA

Determinar la relación de la temperatura de congelación de soluciones de no electrolito y de un electrolito fuerte, a la misma concentración.

PROPUESTA DEL DISEÑO EXPERIMENTAL

¿Qué se quiere hacer?

Se quiere analizar el efecto que tiene adicionar diferentes cantidades de soluto de no electrolito y electrolito fuerte sobre el decaimiento de la temperatura de fusión en un disolvente.

¿Cómo se va a hacer?

Se van a realizar curvas de enfriamiento y a partir de ellas de determinará la temperatura de congelación de disoluciones acuosas de un electrolito fuerte en diferentes concentraciones.

¿Para qué se va a hacer?

Para poder determinar la relación de la temperatura de congelación de soluciones de no electrolito y de un electrolito fuerte cuando estas poseen la misma concentración.

METODOLOGÍA EMPLEADA

Se colocó las soluciones acuosas a diferentes concentraciones en

tubos de ensayo.

Para cada tubo se realizó el siguiente procedimiento para

obtener las curvas de enfriamiento correspondiente.

Se colocó para cada tubo de ensayo:

El termómetro y se observó la temperatura cada 10 seg.

Se dejó de tomar la temperatura al momento de qe se observó que la

temperatura ya no presentó variaciones y la formación de

cristales.

DATOS, CÁLCULOS Y RESULTADOS

Tabla 1. Datos experimentales de tiempo y temperatura para el agua y las soluciones de NaCl

Temperatura (°C)

Sistema H2O NaCl/H2O

Tiempo (seg.) 00.0 m 0.25 m 0.50 m 0.75 m 1.0 m

0 20.3 20.8 29.1 20.1 19.9

10 20.1 18.2 18.3 19.3 18

20 18.3 17.1 15.4 13.3 11.6

30 15.6 15.6 12.7 9.9 7.9

40 13.3 14.2 10.8 6.8 5.3

50 11.9 13.1 9.2 5.7 2.3

60 10.7 12.1 7.6 3.9 0.3

70 9.8 11.4 6.6 2 -1.5

80 8.7 10.8 5.5 0.5 -2.4

90 7.4 10 4 -0.4 -3.1

100 6.3 9.2 2.8 -0.4 -3.4

110 5.1 7.4 1.7 -0.4 -3.5

120 4 6.3 0.8 -3.7

130 3.5 5.4 -0.1 -3.8

140 3.3 3 -1.1 -3.8

150 2.8 1.2 -1.2 -3.8

160 2.2 1 -1.4

170 1.3 0.4 -1.7

180 -0.3 -0.3 -1.9

190 -0.7 -0.3 -2.1

200 -1.4 -0.3 -2.1

210 -2 -2.1

220 -2.6

230 -2.9

240 -3.3

250 -3.6

260 -3.8

270 -4.1

280 -4.3

290 -4.5

300 -1.6

Tabla 2. Datos experimentales de tiempo y temperatura para el agua y las soluciones de cloruro de calcio.

Temperatura (°C)

Sistema H2O CaCl2/H2O

Tiempo (seg.) 00.0 m 0.25 m 0.50 m 0.75 m 1.0 m

0 20.3 21 20.3 21.2 21.4

10 20.1 18.7 18.3 17.5 19.2

20 18.3 12.3 11.5 10.9 12.2

30 15.6 8.2 7.5 7.5 8.4

40 13.3 4.9 4.8 5.4 5.8

50 11.9 3 2.1 3.1 2.4

60 10.7 1.3 0 1.3 1.6

70 9.8 0.2 -1.7 -0.1 0.2

80 8.7 -1.2 -2.9 -1.2 -1.2

90 7.4 -2.1 -2,9 -2.3 -2.5

100 6.3 -2.1 -2.9 -3.3 -3.4

110 5.1 -2.1 -3.8 -4.2

120 4 -4.9 -5.4

130 3.5 -4.9 -5.8

140 3.3 -4.9 -6.6

150 2.8 -6.8

160 2.2 -6.8

170 1.3 -6.8

180 -0.3

190 -0.7

200 -1.4

210 -2

220 -2.6

230 -2.9

240 -3.3

250 -3.6

260 -3.8

270 -4.1

280 -4.3

290 -4.3

300 -4.3

Tabla 3. Valores de la temperatura de congelación del agua y de las disoluciones de cloruro de sodio y cloruro de calcio.

m/ (moles kg-1) t/(°C) T/ (K) ∆T / (K)NaCl/Agua

0.0 -4.3 268.650.25 -0.3 272.85 -4.20.50 -2.1 271.05 -2.40.75 -0.4 272.75 -4.11.0 -3.8 269.35 -0.7

CaCl2/Agua0.25 -2.1 271.05 -2.40.50 -2.9 270.25 -1.60.75 -4.9 268.25 0.41.0 -6.8 266.35 2.3

0 50 100 150 200 250 300 350

-10

-5

0

5

10

15

20

25

curva enfriamiento agua

tiempo (s)

tem

pera

tura

°C

0 50 100 150 200 250

-5

0

5

10

15

20

25

curva enfriamiento NaCl/Agua 0.25m

tiempo (s)

tem

pera

tura

°C

0 50 100 150 200 250-5

0

5

10

15

20

25

30

35


tiempo (S)

tem

pera

tua

°C

0 20 40 60 80 100 120

-5

0

5

10

15

20

25


tiempo

tem

pera

tura

°C

0 20 40 60 80 100 120 140 160

-5

0

5

10

15

20

25

curva enfriamiento NaCl/Agua 1.0 m

tiempo (S)

tem

pera

tura

°C

0 20 40 60 80 100 120

-5

0

5

10

15

20

25

curva de enfriamiento CaCl2/H2O 0.25 m

tiempo (s)

tem

pera

tura

°C

0 20 40 60 80 100 120

-5

0

5

10

15

20

25


tiempo (s)

tem

pera

tura

°C

0 20 40 60 80 100 120 140 160

-10

-5

0

5

10

15

20

25


tiempo (s)

tem

pera

tura

°C

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

-10

-5

0

5

10

15

20

25


tiempo (s)

tem

pera

tura

°C

Análisis de resultados

Conforme aumentaba la concentración de las disoluciones de NaCl la temperatura de congelación aumenta, por lo que la curva de enfriamiento baja, llegamos a tener alguna ligera variación gracias a que las disoluciones ya tenían bastante tiempo de que fueron preparadas y por lo tanto no se garantiza que la concentración sea la correcta. En cuanto al CaCl2 la temperatura de congelación también aumenta y por lo tanto la curva en el grafico baja más, tampoco se garantizó que la concentración fuera la correcta, debido a la fecha de preparación de las disoluciones.

Valor del factor de van’t Hoff teórico con el experimental.

NaCl experimental i = 1.914 teórico i = 2

CaCl2 experimental i =3.2043 teórico i = 3

Porcentaje de errorvalor nuevo – valor antiguo / valor antiguo x 100

NaCl:1.914 – 2 / 2 x 100 = 4.3% de error

CaCl23.2043 – 3 / 3 x 100 = 6.81% de error

Conclusiones

No pudimos obtener lo esperado ya que las disoluciones ya no tenían la concentración que se necesitaba, logramos observar que mientras aumentaba la concentración, la temperatura de congelación de las disoluciones también aumentaba.

Para disoluciones con electrolitos fuertes los electrolitos de disolución se disociaran completamente en iones en comparación con las disoluciones de no electrolitos en donde el soluto no se disocia en el disolvente. En el caso de las disoluciones de no electrolitos. El punto de congelación de una disolución es la temperatura a la cual los primeros cristales del disolvente puro comenzaron a formarse en equilibrio con la disolución. Ahora como se observó, el punto de congelación de la disolución a diferentes concentraciones es menor que la del líquido puro. En el caso de disoluciones de electrolitos fuertes el tiempo para determinar el punto de congelación fue más rápido que en el caso de disoluciones de no electrolitos, esto se debe a que en las disoluciones de electrolitos fuertes a medida que se mueven los iones en disolución, los iones con cargas positivas y los iones con carga negativa se unen por breves momentos formando pares iónicos reduciendo así el valor del punto de congelación. Por último el factor de van´t Hoff, solo es un parámetro útil para conocer el número de especies presentes provenientes de un soluto tras la disolución del mismo en un disolvente dado.

Manejo de residuos

NaCl

No se necesita almacenamiento específico, pero sí se pide que se almacene en un área fresca y ventilada, lejos de fuentes de ignición. Use ropa protectora adecuada. Si no hay ventilación adecuada, usar equipo espiratorio apropiado. Los materiales combustibles deben almacenarse lejos del calor extremo y de agentes oxidantes fuertes.

CaCl2

Utilice herramientas adecuadas para poner el sólido derramado en un recipiente de recuperación apropiado. Terminar la limpieza vertiendo agua en la superficie contaminada y eliminar según las autoridades regionales y locales

Aplicaciones del tema

• La descongelación de los aeroplanos se basa en la disminución del punto de congelación.• En los lugares de clima frio, en invierno se debe agregar anticongelante en el radiador de los automóviles.• Separar los componentes de una solución por un método llamado destilación fraccionada.• Formular y crear mezclas frigoríficas y anticongelantes.• Determinar masas molares de solutos desconocidos.• Formular sueros o soluciones fisiológicas que no provoquen desequilibrio hidrosalino en los organismos animales o que permitan corregir una anomalía del mismo.• Formular caldos de cultivos adecuados para microorganismos específicos.• Formular soluciones de nutrientes especiales para regadíos de vegetales en general.

Bibliografía

Castellan, G. Fisicoquímica. Editorial Addison-Wesley Iberoamericana. 2º edición. México. 1987

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