UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE CIENCIA E INGENIERÍA EN ALIMENTOS

INGENIERÍA BIOQUÍMICA

LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL

NOMBRE: Jessica Figueroa DOCENTE: Quimico Lander Perez

Jerez felix AYUDANTE: Edgo. Juan José Burbano

Brayan Pinchao FECHA: 29 de enero de 2015

SEMESTRE: Segundo Bioquímica “U”

“DETERMINACION DEL PESO MOLECULAR DE UNA SUSTANCIA POR

EBULLICIÓN”

INTRODUCCIÓN.

La temperatura de ebullición de un líquido es aquélla a la cual su presión de vapor

iguala a la atmosférica. Cualquier disminución en la presión de vapor como al añadir un

soluto no volátil producirá un aumento en la temperatura de ebullición. La elevación de

la temperatura de ebullición es proporcional a la fracción molar del soluto. Este

aumento en la temperatura de ebullición (DTe) es proporcional a la concentración

molal del soluto: DTe = Ke m. Según la ley de Raoult, las disoluciones equimoleculares

en un mismo disolvente poseen no solo el mismo punto de solidificación, sino también

el mismo punto de ebullición. En consecuencia, se puede determinar la masa molecular

de un compuesto desconocido de forma análoga, midiendo el descenso de la presión de

vapor o, más sencillamente, el aumento proporcional del punto de ebullición. La

constante ebulloscópica E (un ml de sustancia en 1000g de disolvente) es, en general,

menor que la constante crioscópica E. (Hans B, Wolfgang W. 1987.)

La adición de un soluto en una disolución produce un aumento de la temperatura de

ebullición que es directamente proporcional al cociente entre la cantidad de sustancia

de soluto y la masa de disolvente expresando en kilogramos: ∆𝑡 = 𝑘.𝑛

𝑚 (𝑘𝑔). El cociente

( 𝑛𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

𝑚𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒) recibe el nombre de molalidad .al investigar incrementos de

temperatura de ebullición en función de la molalidad se obtiene una recta que

representa la constante ebulloscópica, que el incremento de temperatura de ebullición

del disolvente por mol de soluto disuelto añadido por kg de disolvente. Lo mimo se

puede decir de la congelación del disolvente, con la única diferencia de tratarse de la

temperatura de solidificación en lugar de aumento. La constante para la congelación

recibe el nombre de constante crioscópica. (Burbano S, Gracia C. 2003.)

OBJETIVOS

General

Determinar la masa molecular de un soluto desconocido aplicando la propiedad

coligativa ebulloscópica o punto de ebullición.

Específicos

Observar las reacciones que ocurren en el tubo de ensayo e interpretar los

cambios que ocurrieron con respecto a la temperatura.

Observar las características que posee el etanol y a su vez calcular su constante

ebulloscópica.

MATERIALES

Mechero

Trípode

Malla de asbesto

Tubo de ensayo

Termómetro

Agitador metálico

Tapón de corcho

Balanza analítica

Baño maría

REACTIVOS

Etanol absoluto

Muestra desconocida

PROCEDIMIENTO

FIGURA N°1: EQUIPO ARMADO

ELABORADO POR: Figueroa J, Jerez F, Pinchao B (2015)

FUENTE: Laboratorio de Química General- FCIAL-UTA

DIAGRAMA DE FLUJO N°1: DETERMINACION DE LA CONSTANTE CRIOSCOPIACA

DEL ETANOL Y DE LA SUSTANCIA DESCONOCIDA

ELABORADO POR: Figueroa J, Jerez F, Pinchao B (2015)

FUENTE: Laboratorio de Química General- FCIAL-UTA

DATOS OBTENIDOS

TABLA N°1: TIEMPO Y TEMPERATURA DEL ETANOL

Tiempo (minutos) Temperatura del etanol °C Temperatura del agua °C

Inicial 78,0 85

1 79,0 85

2 79,5 85

3 79,5 85

4 80,0 85

5 80,0 85

6 80,0 85

ELABORADO POR: Figueroa J, Jerez F, Pinchao B (2015)

FUENTE: Laboratorio de Química General- FCIAL-UTA

TABLA N°2: TIEMPO Y TEMPERATURA DE LA SAL DESCONOCIDA

Tiempo

(minutos)

Temperatura de la sal

desconocida °C

Temperatura del agua

°C

Inicial 72 83

1 72 83

2 72 83

3 73 83

4 73 83

5 73 83

ELABORADO POR: Figueroa J, Jerez F, Pinchao B (2015)

FUENTE: Laboratorio de Química General- FCIAL-UTA

TABLA N°3: TIEMPO Y TEMPERATURA DE LA SAL DESCONOCIDA SEGUNDA VEZ.

Tiempo

(minutos)

Temperatura de la sal

desconocida °C

Temperatura del agua

°C

Inicial 73 81

1 73 81

2 73 81

3 73 81

4 73 81

5 73 81

ELABORADO POR: Figueroa J, Jerez F, Pinchao B (2015)

FUENTE: Laboratorio de Química General- FCIAL-UTA

CÁLCULOS Y RESULTADOS

Determine el peso molecular del soluto, para ello aplique la ley de Raoult.

Ley de Raoult

∆𝑇𝑒𝑏 =K𝑒𝑏 ∗ (1000 ∗ 𝑊2)

𝑊1 ∗ 𝑀2

Donde:

W2 :gramos de soluto

M2 :peso molecular

W1 : gramos de solvente

∆𝑇𝑒𝑏: aumento del punto de

ebullición

Keb: constante ebulloscópica

Despejando Peso molecular

𝑀2 =K𝑒𝑏 ∗ (1000 ∗ 𝑊2)

𝑊1 ∗ ∆𝑇𝑒𝑏

Los gramos de etanol los calculamos de su densidad: 𝝆 = 0.81g/ml

𝑚 = 𝜌 ∗ 𝑉

𝑚 =0.81𝑔

𝑚𝑙∗ 25𝑚𝑙 = 20.25 𝑔

Cálculo del ascenso ebulloscópico

∆𝑇𝑒𝑏 = 𝑇𝑏 − 𝑇𝑏°

Donde:

ΔTeb: ascenso ebulloscópico

Tb: temperatura de ebullición de la disolución

Tb°: temperatura de ebullición del disolvente puro

∆𝑇𝑒𝑏 = 73°𝐶 − 80°𝐶 = −𝟕°𝑪

Cálculo del peso molecular

𝑀2 =1.22 °C ∗

Kgmol

∗ (1000 ∗ 5g)

20.25g ∗ (−7°𝐶)= −𝟒𝟑. 𝟎𝟑 𝒈/𝒎𝒐𝒍

Mediante revisión bibliográfica y con los datos obtenidos

experimentalmente determine a que sustancia corresponde la muestra

desconocida.

No es posible determinar que sustancia se utilizó como soluto debido a que no

existió ascenso ebulloscopico, es decir los datos experimentales están mal.

Elabore una tabla detallando el peso molecular y el punto de ebullición

de 5 sustancias que se utilizan en la elaboración de productos

alimenticios.

TABLA N°4: SUSTANCAS USADAS EN LA ELABORACIÓN DE ALIMENTOS

Sustancia Peso Molecular

(g/mol)

Pto. Ebullición (°C)

Nitrato de sodio-

NaNO3

84.99 380

Glicerol-C2H8O3 92,093 290

Cerbitol-C6H14O6 182,17 296

Ácido ascórbico-

C6H8O6

176,12 553

Ácido láctico-C3H6O3 90,08 122

ELABORADO POR: Figueroa J, Jerez F, Pinchao B (2015)

FUENTE: Laboratorio de Química General- FCIAL-UTA

Reporte la temperatura de ebullición del etanol.

TABLA N°5: TIEMPO Y TEMPERATURA DEL ETANOL

Tiempo (minutos) Temperatura del etanol °C Temperatura del agua °C

Inicial 78,0 85

1 79,0 85

2 79,5 85

3 79,5 85

4 80,0 85

5 80,0 85

6 80,0 85

ELABORADO POR: Figueroa J, Jerez F, Pinchao B (2015)

FUENTE: Laboratorio de Química General- FCIAL-UTA

DISCUCIÓN

Para poder determinar el peso molecular y soluto empleado en la práctica debió existir

un ascenso ebulloscópico, ya que la teoría dice que la temperatura de ebullición de un

disolvente aumenta cuando se le añade un soluto. En nuestro caso no fue así, mas bien

se experimentó un decremento en el punto de ebullición de la sustancia, este efecto

puede justificarse debido a que durante la práctica se evaporo el etanol por motivo de

haber llegado a una temperatura de 88°C en el baño maría lo cual no estaba

recomendado.

También se observó que el vapor de la solución se escapaba a través del tapón del tubo

por lo cual el calor que existía en éste, se disipaba permitiendo que disminuya la

temperatura de la sustancia, claro que se mantenía en ebullición, pero no era lo que se

esperaba. Otro factor que tuvo influencia fue la disolución incompleta del soluto ya que

este se mantuvo en estado sólido por lo menos en un 50% de su totalidad, lo cual pudo

haber sucedido por las condiciones en las que fue agregado al etanol, es decir, si se debió

hacer cuando el etanol estaba en su punto de ebullición el resultado habría sido

diferente, pero en nuestro caso y siguiendo el procedimiento se hizo enfriar el etanol y

allí si colocar el soluto, lo cual pudo haber influido.

A causa de esto se obtiene algunos datos con los que se trabaja en los cálculos, y debido

a que no existe el ascenso ebulloscópico, la variación de temperatura resulta negativa,

motivo por el cual no es posible continuar con la determinación del peso molecular y

menos aún determinar el nombre de la sal empleada.

CONCLUSIONES

En el experimento realizado se logró determinar la masa molecular del soluto

desconocido utilizando la ley de Raoult que dice que una mol de cualquier soluto

no asociable ni ionizable, eleva el punto de ebullición de este en una

determinada magnitud y este aumento en la temperatura será

proporcionalmente a la cantidad del soluto que añadimos con lo cual al añadir

el soluto desconocido aumentamos en cierto grado el punto de ebullición del

etanol con lo cual comprobamos la ley de Raoult.

Al calentar el etanol y sobrepasar los 85°C el etanol empieza a evaporarse ya que

al comparar el punto de ebullición del agua y del etanol el punto del etanol es

más bajo que el del agua por ello el etanol se evapora con mayor rapidez y

facilidad al contrario del agua que posee un punto de ebullición superior al

etanol.

Al agregar el soluto desconocido al etanol la teoría dice que la temperatura debe

subir proporcionalmente pero eso solo queda en teoría ya que la temperatura

disminuye lo cual se puede explicar por los errores cometidos al desarrollar la

práctica o por los materiales usados.

Se comparó los resultados del peso molecular obtenido experimentalmente con

el dato teórico pero el valor obtenido no coincide con ningún soluto esto se debe

a que los datos fueron mal tomados en este caso la temperatura no fue tomada

correctamente por ello el valor no coincide con ningún soluto.

CUESTIONARIO

¿Cuáles son las propiedades coligativas?

Muchas de las propiedades de las disoluciones verdaderas se deducen del pequeño

tamaño de las partículas dispersas. En general, forman disoluciones verdaderas las

sustancias con un peso molecular inferior a 104 dalton. Algunas de estas propiedades

son función de la naturaleza del soluto como color, sabor, densidad, viscosidad,

conductividad eléctrica, etc. Otras propiedades dependen del disolvente, aunque

pueden ser modificadas por el soluto como la tensión superficial, índice de refracción,

viscosidad, etc. (Billmeyer F.1975.)

Las propiedades son:

DESCENSO RELATIVO DE LA PRESIÓN DE VAPOR: 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

ELEVACIÓN EBULLOSCOPICA: La temperatura de ebullición de un líquido es aquélla a

la cual su presión de vapor iguala a la atmosférica. Cualquier disminución en la presión

de vapor como al añadir un soluto no volátil producirá un aumento en la temperatura

de ebullición. La elevación de la temperatura de ebullición es proporcional a la fracción

molar del soluto. Este aumento en la temperatura de ebullición (DTe) es proporcional

a la concentración molal del soluto: DTe = Ke m

DESCENSO CRIOSCPICO: La temperatura de congelación de las disoluciones es más baja

que la temperatura de congelación del disolvente puro. La congelación se produce

cuando la presión de vapor del líquido iguala a la presión de vapor del sólido.

Llamando Tc al descenso crioscópico y “m” a la concentración molal del soluto, se

cumple que: DTc = Kc m

PRESIÓN OSMÓTICA: La presión osmótica es la propiedad coligativa más importante

por sus aplicaciones biológicas, pero antes de entrar de lleno en el estudio de esta

propiedad es necesario revisar los conceptos de difusión y de ósmosis.

Difusión es el proceso mediante el cual las moléculas del soluto tienen a alcanzar una

distribución homogénea en todo el espacio que les es accesible, lo que se alcanza al cabo

de cierto tiempo (Figura de la izquierda). En Biología es especialmente importante el

fenómeno de difusión a través de membranas, ya que la presencia de las membranas

biológicas condiciona el paso de disolvente y solutos en las estructuras celulares

(Figura de la derecha).

La presencia de una membrana separando dos medios diferentes impone ciertas

restricciones al proceso de difusión de solutos, que dependerán fundamentalmente de

la relación entre el diámetro de los poros de la membrana y el tamaño de las partículas

disueltas.

Se define la presión osmótica como la tendencia a diluirse de una disolución separada

del disolvente puro por una membrana semipermeable. Un soluto ejerce presión

osmótica al enfrentarse con el disolvente sólo cuando no es capaz de atravesar la

membrana que los separa. La presión osmótica de una disolución equivale a la presión

mecánica necesaria para evitar la entrada de agua cuando está separada del disolvente

por una membrana semipermeable. (Pérez A, Pérez V. 1985.)

¿Por qué se eleva el punto de ebullición del disolvente al añadir un soluto no volátil?

Un líquido se considera en su punto de ebullición cuando la velocidad de evaporación

ha superado en su totalidad a la de condensación; y para ello ha tenido que vencer todas

las fuerzas que se oponen, entre ellas la presión atmosférica.

Al comparar el punto de ebullición de un solvente puro con el de su mezcla con un soluto

no volátil, se aprecia un aumento proporcional a la cantidad de soluto presente. El

aumento en el punto de ebullición es una de las propiedades coligativas de las

soluciones, que son simplemente las propiedades físicas afectadas por el número de

partículas de soluto presentes. Es decir mientras más soluto se aumente se necesitará

más temperatura para llegar a su punto de ebullición. ( Morilla A, Lleó L. 2011.)

Calcular la constante ebulloscópica y determinar a qué soluto pertenece

No es posible debido a que no existio ascenso ebulloscópico.

BIBLIOGRAFÍAS

Hans B, Wolfgang W. 1987. “Manual de química orgánica”. Editorial Prydee S.A.

México. Tomo I. Página 16. Obtenido en: https://books.google.com.ec/books

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Burbano S, Gracia C. 2003. “Física-Química general”. Ediciones Díaz de santo S.A. Madrid

Tomo I. Página 339. Obtenido en:

https://books.google.com.ec/books?id=BWgSWTYofiI

C&pg=PA339&dq=ebulloscopia&hl=es&sa=X&ei=QqzGVIbZN4HcggTy5YCQDA&ved=0

CCwQ6AEwAw#v=onepage&q=ebulloscopia&f=false

Billmeyer F.1975. “Ciencia de los polímeros”. Chile. Tomo I. Página 68. Obtenido en:

https://book

s.google.com.ec/books?id=vL9QrpOKsQcC&pg=PA68&dq=ebulloscopia&hl=es&sa=X&

ei=QqzGVIbZN4HcggTy5YCQDA&ved=0CCEQ6AEwAQ#v=onepage&q=ebulloscopia&f

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Pérez A, Pérez V. 1985. “Enrique Moles: la vida y la obra de un químico español”

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en:https://books.google.com.ec/books?id=M-

ipC1t6rcC&pg=PA48&dq=ebulloscopia+experimentos&hl=es&sa=X&ei=p9XGVLeNGI

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false

Morilla A, Lleó L. 2011. “Gran manual de magnitudes físicas y sus unidades”. Ediciones

díaz de santo S.A. Madrid. Tomo II. Página 563. Obtenido en: https://books.google.

com.ec/books?id=0ZgmUIIalCkC&pg=PA563&dq=ebulloscopia&hl=es&sa=X&ei=D9X

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ANEXOS

Imagen 1: Punto de ebullición del etanol Imagen 2: Punto de ebullición de la solución

Imagen 3: Soluto sin disolver