informe de viscosidad y densidad

8/18/2019 informe de viscosidad y densidad

1/23

Laboratorio de Fisicoquimica I Código: MA-08hrs F.Q. I-(A)

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN

MARCOSFACULTAD DE QUIMICA E INGENIERIA QUIMICAE.A.P. INGENIERIA QUIMICA

Laboratorio de Fisicoquímica I

Práctica de Laboratorio N!

VISCOSIDAD Y DENSIDAD

INTEGRANTES

Dagnino Reyes Eric Bryan 1!"!!#!

$R%FES%R&

Francisco Torres Dia'

Fec"a de rea#i$aci%&& (" de %ctubre

Fec"a de e&tre'a& # de No)iembre

(!1* + II


2/23


(NDICE

Introducción…………………………………………………………….3

Resumen………………………………………………………………..4

Marco Teórico…………………………………………………………..5

Detalles experimentales……………………………………………….10

Tabla de datos y resultados………………….………………………1

!"lculos…………………………………………………………………14

#n"lisis de resultados…………………………………………………1$

!onclusiones y recomendaciones.…………………………………..1%

!uestionario……….……………………………………………………1&

'iblio(ra)*a………………………………………………………………0


3/23


INTRODUCCI)N

+a crioscopia se de)ine como el descenso de la temperatura de con(elación cada

,e- ue se disuel,e m"s soluto en un disol,ente. Debido a ue este descenso

est" directamente relacionado con la concentración y naturale-a del sol,ente/ a

esta propiedad se le llama coli(ati,a.

l mtodo crioscopico para la determinación del peso molecular es muy usado en

el campo de la u*mica or("nica/ para estandari-ar los pesos moleculares de

al(unas especies recientemente sinteti-adas.

ste mtodo tambin es usado por las industrias alimentarias/ como en la lec2e/ y

en la producción de 2elados.

tra aplicación de la crioscopia se encuentra en la )usión de las capas de 2ielo por

medio de sal. sto 2ace ue a temperaturas bao cero/ el 2ielo se )unda por la

prdida de molculas de su parte sólida/ (racias a la adición de sal. sto

2abitualmente se lle,a a cabo en las carreteras/ con la )inalidad de preca,er

c2oues entre los autos o camiones ue 2acen recorridos por este tipo de

super)icie.


4/23


RESUMEN

l contexto del presente in)orme abarca un amplio tema cuyo obeti,o primordiales la de determinar el peso molecular de un soluto por el Mtodo !rioscópico.

#l a(re(ar un soluto a un sol,ente puro/ este produce un descenso en el punto de

con(elación.

+a depresión del punto de con(elación de las soluciones proporciona un mtodo

excelente para determinar los pesos moleculares de los solutos/ debido a ue no

es necesario ue el soluto sea no ,ol"til.

i conocemos la densidad del sol,ente a una temperatura dada y se tiene el

,olumen podemos 2allar el peso6 la constante crioscópica se puede obtener de

datos tabulados en los libros. Trabaamos con un peso determinado de soluto yconociendo el descenso de la temperatura/ se lo(rar" conocer aproximadamente

el peso molecular del soluto.

n el laboratorio se trabaó a las condiciones7

89mm:

(;

%5$

T9

:R =$>


5/23


MARCO TE)RICOCRIOSCOPÍA.-

+a masa molecular de una sustancia desconocida o no identi)icada puede

determinarse midiendo la cantidad ue desciende el punto de solidi)icación de un

disol,ente/ cuando se disuel,e en l una cantidad conocida de la sustancia no

identi)icada. ste proceso ue determina las masas moleculares se denomina

crioscop*a.

PUNTO DE SOLIDIFICACIÓN O PUNTO DE CONGELACIÓN.-

Temperatura a la ue un l*uido sometido a una presión determinada se

trans)orma en sólido.

l punto de solidi)icación de un l*uido puro 9no me-clado; es en esencia el mismo

ue el punto de )usión de la misma sustancia en su estado sólido/ y se puede

de)inir como la temperatura a la ue el estado sólido y el estado l*uido de una

sustancia se encuentran en euilibrio. l punto de solidi)icación de la mayor*a de

las sustancias puede ele,arse aumentando la presión. ?o obstante/ en sustancias

ue se expanden al solidi)icarse 9como el a(ua;/ la presión rebaa el punto de

solidi)icación.

PUNTO DE EBULLICIÓN Y PUNTO DE CONGELACIÓN:

Tanto la ele,ación del punto de ebullición como el descenso del punto de

con(elación son proporcionales al descenso de la presión de ,apor/ siempre ue

sólo se consideren disoluciones diluidas de solutos no ,ol"tiles. 8ara una masa )ia

de 1 @( de disol,ente/ el cambio de temperatura ,iene dado por 7

AT B CmM


6/23


Donde m es la masa de soluto/ M la masa molecular relati,a del soluto y C la

constante ebulloscópica o crioscópica/ caracter*stica de cada disol,ente.

Descenso del pn!o de con"el#c$%n de l#s solc$ones:


7/23


#l en)riar una solución diluida/ se alcan-a e,entualmente una temperatura en la

cual un sol,ente sólido comien-a a separarse. +a temperatura en ue comien-a

tal separación se conoce como punto de con(elación de la solución/ ue de una

manera m"s (eneral se de)ine como auella temperatura en la cual una solución

particular se 2alla en euilibrio con el sol,ente sólido. +as soluciones se con(elan

a temperaturas menores ue el sol,ente puro. l descenso del punto de

con(elación de una solución es/ otra ,e-/ una consecuencia directa de la

disminución de la presión de ,apor del sol,ente por el soluto disuelto. 8ara darnos

cuenta de este 2ec2o/ consideremos el dia(rama de presión de ,aporEtemperatura

en el cual #' es la cur,a de sublimación del sol,ente sólido/ mientras ue !D es

de presión de ,apor del l*uido sol,ente puro. n el punto de con(elación de este

Fltimo/ se 2allan en euilibrio la )ase sólida y la liuida y en consecuencias ambas

deben poseer idntica presión de ,apor. l Fnico punto de la (r")ica en la cual

ambas )ormas del sol,ente puro tienen i(ual presión de ,apor es en '/

intersección de #' y !D/ y/ por tanto/ To/ ue corresponde a '/ debe ser el punto

de con(elación del sol,ente puro. !uando en este se disuel,e un soluto/ 2ay un

descenso de la presión de ,apor de este ultimo/ y ya no 2ay euilibrio a To/ sino

ue se alcan-a de nue,o cuando la cur,a de presión de ,apor de la solución/

corta la de sublimación/ y entonces

tendremos el punto de con(elación de la solución. !omo la cur,a de presión de

,apor de la solución/ G/ ueda debao de la del sol,ente puro/ la intersección de

G y #' tiene lu(ar solamente en un punto tal como para el cual la temperatura

es menor ue To. De au* ue cualuier solución deba tener un punto de

con(elación T/ menor ue la del sol,ente To.


8/23



9/23


DETALLES E*PERIMENTALES

A) Normas de calibración del termómetro Beckmann

a; umera un termómetro de (rados en un ,aso con 2ielo 2asta obtener una

temperatura cercana a la de con(elación del sol,ente a usar 90H!; .

b; !alibrar el termómetro 2asta una medida en la ue se pueda obser,ar el

ascenso y descenso de la temperatura del sol,ente 93.= H!;.

c; i 2ay poco Mercurio en el bulbo in,ierta el termómetro 2asta ue la columna de

Mercurio entre en contacto con el extremo superior/ lue(o ,oltee termómetrosua,emente 2asta ue el Mercurio bae.

d; i la columna de Mercurio esta alta/ caliente el bulbo en un ,aso de a(ua tibia y

2a(a pasar el Mercurio (ota a (ota 2asta el reser,orio.

e; Repita c; y d; 2asta lle(ar una cantidad de Mercurio adecuada. !alibre el

termómetro a una temperatura adecuada 9punto de con(elación del sol,ente;.

#punte dic2a temperatura re(istrada.

B) Determinación del Peso molecular de un soluto en solución.

a; !alibre el termómetro 'ec@mann a una escala de temperatura adecuada/ de

acuerdo al punto de con(elación del sol,ente/ utili-ando para ello un bao de

temperatura adecuada.

b; #rme el euipo de la )i(ura 1 con los tubos # y ! limpios y secos.

c; Jierta 5 m+ del sol,ente 9#(ua desioni-ada ; en el tubo # y coloue el

termómetro 'ec@mann calibrado y un a(itador. l sol,ente sebe cubrir totalmente

el bulbo del termómetro.

d; !oloue el tubo # dentro del tubo ! 9c2aueta de aire;

e; umera todo este conunto en el bao de en)riamiento ue debe encontrarse a

una temperatura &H menor ue temperatura de cristali-ación del sol,ente. bser,eel descenso del :( en el termómetro.

); !uando la temperatura este próxima a la con(elación/ lea la temperatura cada 5

se(undos/ 2asta obtener ,arios ,alores constantes/ ue corresponden al punto de

con(elación del sol,ente puro.

(; +lene el tubo # otra ,e- con el mismo sol,ente.


10/23


2; 8ese 0.4 a 0.& ( de soluto 9Krea; .

(; Retira la c2aueta de aire y )unda el sol,ente/ mediante el calentamiento con

las manos.2; 8ese de 0.4 a 0.& ( de soluto y a(re(ue al tubo #/ utili-ando el lado '.

i; #(ite el sol,ente 2asta disol,er completamente el soluto y lue(o coloue el tubo

# en la c2aueta de aire.

; Determine el punto de con(elación de la solución/ repitiendo e; y );. Ten(a

presente ue la solución no con(ela a temperatura constante.

@; #l terminar el experimento retire cuidadosamente el termómetro 'ec@mann de la

solución/ y dee el euipo completamente limpio.


11/23


TA+LA DE DATOS Y RESULTADOSTA+LA N,.- ,%NDI,I%NES DE LAB%RAT%RI%

8resion atmos)rica 9mm:(; %5$

Temperatura 9H!; 1

>:umedad Relati,a =$

TA+LA N,/ DAT%S E-$ERI.ENTALES $ARA LA DETER.INA,I%N DE LA TE.$ERAT/RA DE ,%NGELA,I%N EN GRAD%S EN INTE0AL% DE (! SEG/ND%S

Tiempo 9s; T9(rados;

0 4.=30 4.&3

40 4.%0

$0 4.5%

&0 4.3

100 4.1&

10 4.0=

140 3.=5

1$0 3.%

1&0 3.5$

00 3.

0 3.0%

40 .&

$0 .%4

&0 .$5

300 .&

30 .%4

340 .$5

3$0 .&

3&0 4.&

400 4.31

40 4.31440 4.31

4$0 4.31


12/23


TA+LA N,.0 DAT%S E-$ERI.ENTALES ,%RREGID%S $ARA LA DETER.INA,I%NDE LA TE.$ERAT/RA DE ,%NGELA,I%N DE LA S%L/,I%N 123.

t9s; T9(rados;

0 4.&5

0 4.%1

40 4.5$

$0 4.4

&0 4.%

100 4.15

10 4.11

140 4.03

1$0 3.=%

1&0 3.&=

00 3.%&

0 3.$%

40 3.54

$0 3.4

&0 3.

300 3.05

30 .=5

340 .&5

3$0 .$%

3&0 .$0

400 .53

40 .4

440 .1%

4$0 .0=


13/23


4&0 .00

500 1.=$

50 1.&=

540 1.&0

5$0 1.$&

5&0 1.5$

$00 1.4$

$0 3.1&

$40 3.%=

$$0 3.&3

$&0 3.&4

&$0 3.&

&&0 3.%=

=00 3.%=

=0 3.%=

!./. DATOS TE)RICOS

TA+LA N,!: Constante crioscópica del agua

AGUA 14/O35 6 15.'78o#3

1/&$

TA+LA N,9 Peso molecular de la úrea

:REA 14/N;CON;4/3 M 1'78o#3


14/23


$0/0$

TA+LA N,


15/23


CALCULOS

a; Mediante las cur,as de en)riamiento del sol,ente puro y la solución ue se

mostraran en el apndice ue est"n en xcel 9#pndice 1; y papel

milimetrado 9#pndice ;/ se podr" concluir ue las temperaturas T 1 y T 2

son7

T 1=4.18 grados

T 2=3.67grados

b; ntonces7

∆ T =0.51 grados

c; Ksando la ecuación para el peso molecular del soluto7

M =1000 K f W 2

W 1∆T

Donde7 M = pesomolecular del soluto K f =Cte.crioscopica

W 1= pesoen gramosdel solventeW 2= Peso en g del soluto

∆ T =descenso del puntode congelacion


16/23


M =

1000∗(1.86 K .gmol )∗(0.4156g )(25.2430g )∗(0.51 )

M =60.04 g

mol

d; l porcentae de error del experimento/ tomando como dato teórico7

M urea=60.06 g

mol

E=|60.06 g

mol−60.04 g

mol

60.06 g

mol |∗100=0.033

ANALISIS DE RESULTADOS

+a determinación de la masa molecular )ue de $0.04 (mol lo cual nos dice ue elmtodo crioscopico nos sir,e de (ran ayuda para la aproximación de pesos

)ormulas de sustancias o compuestos no ,ol"tiles mediante el descenso de su

punto de con(elación.

n esta experiencia el error )ue aproximadamente 0.033>./ es decir ue es muy

e)ecti,o esta determinación/ por lo ue en el )uturo se podr" manipular para

di)erentes compuestos ue se puedan crear y se uiera saber su peso molecular.

e pudo notar en las cur,as de en)riamiento la disminución del punto de

con(elación del sol,ente puro mientras se disol,*a mayor cantidad de urea en el

a(ua con)orme transcurr*a el tiempo.


17/23


Co&c#>?io&e? Y

RECOMENDACIONES,%N,L/SI%NES&

• #l concluir pr"ctica de laboratorio sobre la determinación del peso

molecular del soluto usando el mtodo crioscópico/ se puede lle(ar a las

si(uientes conclusiones7

• s posible determinar experimentalmente el peso molecular de un soluto

disuelto en un determinado sol,ente utili-ando el mtodo crioscópico ue se

basa en la disminución del punto de con(elación/ una propiedad coli(ati,a

de la solución.

• ?o solamente se puede usar la disminución del punto de con(elación sino

tambin cualuiera de las otras propiedades coli(ati,as de la solución.

• #l a(re(ar un soluto a un sol,ente puro/ se disminuye la temperatura de

con(elación de dic2o sol,ente y adem"s es proporcional a la concentración

del soluto.


18/23


• #l obser,ar las cur,as de en)riamiento del sol,ente puro y la solución se

puede in)erir ue el sol,ente puro tiene un punto de con(elación constante

en el tiempo mientras ue la solución no tiene esa caracter*stica.

• l mtodo crioscópico para determinar experimentalmente el peso

molecular de un soluto da buenos resultados en cuanto a la exactitud se

re)iere/ pues se obtu,o un error peueo de 0.033>.

RE,%.ENDA,I%NES&

• e debe mantener la a(itación constante para ue la temperatura sea

constante en todo el sistema.

• 8ara obtener resultado di(no de con)ian-a con el mtodo del punto de

con(elación es necesario ue solo se separe el sol,ente puro cuando la

solución se con(ela y ue el en)riamiento excesi,o sea e,itado.

• # ,eces es necesario introducir un peue*simo cristalito del sol,ente sólido

con el obeti,o de pre,enir el sobreEen)riamiento.

• in embar(o con todo lo expuesto en los puntos anteriores los meores

resultados se tienen no pesando el soluto para dar una concentración

de)inida/ sino anali-ando la solución ue se 2alla en euilibrio con el soluto

sólido6 bao esas condiciones/ el sobreEen)riamiento de la solución no

introduce di)icultades.


19/23


CUESTIONARIO #. De)ina el concepto (eneral de propiedad coli(ati,a.'. xpliue la di)erencia de las propiedades coli(ati,as entre soluciones de

electrolitos y no electrolitos.

!. Mencione al(unas limitaciones del mtodo crioscopico en la determinaciónde pesos moleculares.D#RR++7

a; 8ropiedades coli(ati,as/ propiedades de las disoluciones ue

dependen del nFmero de part*culas en un ,olumen de disol,ente

determinado/ y no de la masa de dic2as part*culas ni de su

naturale-a. ntre las propiedades coli(ati,as )i(uran el descenso de

la presión de ,apor/ la ele,ación del punto de ebullición/ el descenso

del punto de con(elación y la presión osmótica. +as medidas de

estas propiedades en una disolución acuosa diluida de un soluto noioni-ado/ como la urea o la (lucosa/ pueden permitir determinar con

precisión las masas moleculares relati,as. n el caso de solutos

ioni-ados/ las medidas pueden lle,ar a una estimación del porcentae

de ioni-ación ue tiene lu(ar. +as modi)icaciones debidas a solutos

(aseosos son despreciables.


20/23


b; n las soluciones electrol*ticas el nFmero de part*culas son m"s

ele,adas ue las disoluciones moleculares/ as* por eemplo en la

disolución de cloruro de sodio todas las propiedades coli(ati,as son

el doble ue las propiedades de las disoluciones no electrol*ticas.8ara esto es ue se/ debe conocer el coe)iciente de JanLt :o)) 9i;

c; +as limitaciones son7

♦ ste mtodo se usa para la determinación de los pesos

moleculares de compuestos no ,ol"tiles 9KR#;.

♦ +a escala del termómetro de 'ec@mann se usa 2asta ,ariaciones

de 5 (rados. l sobre en)riamiento ue se presenta en este

mtodo perturba los resultados.

+I+LIOGRAFIA

1.E 8 . #t@ins/ Gisicouimica / ditorial #disson esley Iberoamericana/ 8"(.

00E03.

.E8ons Mu--o/ Gisicou*mica/ ditorial K?IJR/ 8"(. =4E=&

3.EGarrin(ton Daniells/ Tratado moderno de )isicou*mica/ ditorial :##/ 8"(s.

0&E13

4.E :. !. !rocC)ord/ Gundamentos de Gisicouimica/ !ompa*a ditorial

!ontinental /da edición/ 8a( 13&E141.


21/23


APENDICE


22/23


A2endice 1

TH! ,s t9se(undos; E,CEL7

• 8ara el sol,ente7

! *! 1!! 1*! (!! (*! #!! #*! !! *! *!!!

1

(

#

*

3

y

• 8ara el soluto7


23/23


! 1!! (!! #!! !! *!! 3!! "!! 4!! 5!! 1!!!!

1

(

#

*

3

y

Documents

informe de viscosidad y densidad