UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO

FACULTAD DE QUIMICA

LABORATORIO DE EQUILIBRIO Y CINETICA

PRACTICA 4 “PROPIEDADES COLIGATIVAS SOLUCIONES DE ELECTROLITOS FUERTES”

FLORES GARDUÑO TANIA

PINEDA VAZQUEZ DANAE

PROF: RAMIRO DOMINGUEZ DANACHE

GRUPO:10

INTRODUCCION

Se llaman propiedades coligativas a aquellas propiedades de una disolución que dependen únicamente de la concentración (generalmente expresada como concentración

molar, es decir, de la cantidad de partículas de soluto por partículas totales, y no de la naturaleza o tipo de soluto).

Están estrechamente relacionadas con la presión de vapor, que es la presión que ejerce la fase de vapor sobre la fase líquida, cuando el líquido se encuentra en un recipiente cerrado. La presión de vapor depende del solvente y de la temperatura a la cual sea medida (a mayor temperatura, mayor presión de vapor). Se mide cuando el sistema llega al equilibrio dinámico, es decir, cuando la cantidad de moléculas de vapor que vuelven a la fase líquida es igual a las moléculas que se transforman en vapor.

El soluto obstaculiza la formación de cristales sólidos, por ejemplo el líquido anticongelante de los que hacen descender su punto de congelación.

ΔT = Kf · m

m es la molalidad. Se expresa en moles de soluto por kilogramo de disolvente (mol/kg).

ΔTf es el descenso del punto de congelación y es igual a Tf - T donde T es el punto de congelación de la solución y Tf es el punto de congelación del disolvente puro.

Kf es una constante de congelación del disolvente. Su valor, cuando el solvente es agua es 1,86 °C kg/mol.

El factor de van't Hoff (por Jacobus Henricus van't Hoff) es un parámetro que indica la cantidad de especies presentes que provienen de un soluto tras la disolución del mismo en un solvente dado. Se lo denomina "   ".

Muchos solutos al disolverse se disocian en dos o más especies, como en el caso de los compuestos iónicos. Entonces la concentración de especies en disolución no coincide con la del soluto, necesitamos un factor que al multiplicarlo por la concentración del soluto nos dé la concentración total de especies en disolución. Este dato es particularmente importante para la propiedades coligativas como los fenómenos de ósmosis, ya que la presión osmótica depende de la concentración de especies en la disolución y no de la concentración del soluto.

OBJETIVOS GENERALES

Analizar 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.

OBJETIVOS PARTICULARES

a) 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

PROBLEMA

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

CUESTIONARIO PREVIO

1.- explicar que es una disolución ideal de un no electrolito y de un electrolito fuerte

R=  es un modelo de mezcla en el cual el volumen, la energía interna y la entalpía de la mezcla es igual al de los componentes puros por separado, es decir el volumen, ,la energía y la entalpía de mezcla es nula. Cuanto más se acerquen a estos valores los de una mezcla real mas ideal será la mezcla. Alternativamente una mezcla es ideal si su coeficiente de actividad es 1. Este coeficiente es el que mide la idealidad de las soluciones. Simplifica enormemente los calculos y se usa de referencia para las mezclas reales.

2.- explicar la teoría de disociación de arrhenius para una disolución de electrolito fuerte

R= 1.De los átomos totales que constituyen una sustancia electrolítica, una parte se va cargando de electricidad a medida que se produce la disolución y el resto queda en estado de neutralidad. 2.La formación de iones es un proceso independiente del paso de la corriente eléctrica. 3.Los iones actúan independientemente uno de los otros y de las moléculas no disociadas y son diferentes en sus propiedades físicas y químicas. 4.La disociación electrolítica es un proceso reversible. 5.Las partículas con carga eléctricas son atraídas por el electrodo de signo contrario. 6.Cuando los iones se dirigen a sus respectivos electrodos pierden sus cargas eléctricas transformándose en átomos y adquieren propiedades químicas ordinarias

3.-investigar la diferencia entre las propiedades coligativas de disoluciones no electrolitos y de electrolitos

R=de que los no electrolitos son disoluciones reales y los electrolitos son disoluciones ideales

4.-definir el factor vant hoff

R= El factor de van't Hoff (por Jacobus Henricus van't Hoff) es un parámetro que indica la cantidad de especies presentes que provienen de un soluto tras la disolución del mismo en un solvente dado. Se lo denomina "   ".

Muchos solutos al disolverse se disocian en dos o más especies, como en el caso de los compuestos iónicos. Entonces la concentración de especies en disolución no coincide con la del soluto, necesitamos un factor que al multiplicarlo por la concentración del soluto nos dé la concentración total de especies en disolución. Este dato es particularmente importante para la propiedades coligativas como los fenómenos de ósmosis, ya que la presión osmótica depende de la concentración de especies en la disolución y no de la concentración del soluto.

REACTIVOS Y MATERIALES

Agua destilada

Soluciones acuosas de CaCl2 (0.25,0.50,0.75 y 1 molal)

Soluciones acuosas de NaCl (0.25,0.50,0.75 y 1 molal)

Sal de grano

hielo

5 tubos de ensayo de 15ml

1 gradilla para tubos de ensayo

1 vaso de unicel con tapa un litro

1 termómetro en decimas de grado de -10 a 32ºC o digital

1 cronometro

METODOLOGIA EMPLEADA

DATOS OBTENIDOS

Para esto registramos los datos en las tablas correspondientes

Para el NaCl

temperatura ºC

sistema H2O H2O/NaCltiempo (min) 0m 0.25m 0.50m 0.75m 1.0m

0 20.1 18 18.8 16.7 22.50.5 6.1 7.8 7 -2.4 1.9

1 2.1 5.6 0.7 -2.8 -2.71.5 -1.6 1.5 -1.4 -3.1 -3.8

2 -0.3 1 -1.9 -3.5 -4.32.5 -0.1 -0.8 -2.1 -4 -4.5

3 -0.1 -1.2 -2.2 -3.8 -4.83.5 -0.1 -1.2 -2.3 -4.1 -5.4

4 -0.1 -1.3 -2.2 -4.7 -6.64.5 -0.2 -1.3 -2.4 -7 -9.5

5 -0.1 -1.3 -2.4 -9.2 5.5 -0.1 -1.4 -2.9

6 -0.3 -1.4 -4 6.5 -5.9 -1.4

7 -5.9 -1.4 7.5 -5.9 -1.7

8 -5.9 -1.9 8.5 -5.9 -2.8

9 -5.9 -3.1

Para CaCl2

temperatura ºC

sistema H2O H2O/CaCl2

tiempo (min) 0m 0.25m 0.50m 0.75m 1.0m

0 20.3 20.1 19.9 20.9 20.90.5 13.1 8.3 7.1 3.6 7.3

1 6.4 1.9 1.6 -2.8 -0.71.5 2.9 -0.2 -2.6 -4.8 -4.2

2 1.3 -0.8 -2.1 -2.8 -82.5 1.7 -1.2 -1.9 -2.8 -8.3

3 1.4 -1.2 -2 -2.9 -4.23.5 0.1 -1.2 -2 -2.9 -4.2

4 -1.9 -1.2 -2.1 -3 -4.3

4.5 -3.7 -1.2 -2.1 -3 -4.35 -4.9 -1.3 -2.1 -3.4 -4.7

5.5 -0.3 -1.8 -2.2 -3.9 -5.26 -0.3 -1.9 -2.7 -5.1 -6.3

6.5 -0.3 -2.8 -3.7 -6.8 -7.37 -0.3 -2.6 -5.2 -8.6 -7.8

7.5 -0.3 -4.5 -6.6 -10.9 -108 -0.3 -10.9 -7.2 -12.5 -11.8

8.5 -0.3 -8.5 -7.6 -13.5 -139 -0.3 -10 -8.3 -14.6 -13.9

9.5 -0.3 -10.1 -8.9 -15.1 -14.610 -0.3 -10.4 -9.2 -15.5 -15.1

10.5 -0.3 -11.8 -9.3 -15.8 -15.511 -0.3 -12.7 -9.5 -16.2 -15.8

11.5 -0.3 -13.2 -10.7 -16.3 -16.112 -0.3 -13.9 -10.8 -16.5 -16.2

12.5 -0.3 -14 -10.9 -16.5 -16.213 -0.3 -14.1 -11.2 -16.6 -16.2

Y nuestra tabla de constantes de congelación

m/(moles/kg) t/ºC T/K DT/Kagua/NaCl

0 0 1.86 00.25 9.5 1.86 0.93

0.5 -1.4 1.86 1.860.75 -2.9 1.86 2.79

1 -9.2 1.86 3.72

agua/CaCl2 0.25 -14.1 1.86 1.395

0.5 -11.2 1.86 2.790.75 -16.6 1.86 4.185

1 -16.2 1.86 5.58

ALGORITMO DE CALCULO

a. Calculo de la constante crioscopica del H2O

Aunque sabemos que la constante crioscopica del agua es de 1.86

b. Calcular la disminución de la temperatura de congelación en las disoluciones

NaCl1. 272.75-271.75=1

CaCl22. 272.15-270.85= 1.9

Factor van`t hoff

i = Punto de congelación (o ebullición) experimentalPunto de congelación (o ebullición) para un no electrolito

NaCl=1.67CaCl2=2.94

Despues se calculo la temperatura del decenso del punto de congelación

NaCl

1.

2.

3.

4.CaCl2

1.

2.

3.

4.

ELABORACION DE GRAFICOS

1. Trazar las curvas de enfriamiento (temperatura vs. tiempo) para cada sistema, utilizando los datos de las tablas 1 y 2.

2. Construir el gráfico de la disminución de la temperatura de congelación en función de la concentración de las disoluciones de cloruro de sodio y de cloruro de calcio. Utilizando los datos de la tabla 3.

3. Construir el gráfico de _Tf (cloruro de sodio) vs. _Tf (no electrolito*)..

4. Construir el gráfico de _Tf (cloruro de calcio) vs. _Tf (no electrolito*). * teórico

ANALISIS DE LOS RESULTADOS

1. Explicar cómo varía la temperatura de congelación de las disoluciones en función de la Concentración del cloruro de sodio y del cloruro de calcio, de acuerdo a los datos incluidos en las tablas 1 y 2.

La temperatura de congelación baja a medida que aumenta su concentración molal, pues en la propiedades cualitativas lo que influye en el valor es la cantidad de materia y en el caso de una disolución electrolitica participan mas especies por la disociación de la sal

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

Esto es debido a que es el punto donde se da la congelación del disolución electrolitica

3. Explicar el comportamiento del gráfico de la disminución de la temperatura de congelación en función de las concentraciones de cloruro de sodio y de cloruro de calcio; proponer una ecuación que los describa.

Aumenta conforme aumenta la concentración molal de la disolución. Y eso es lógico puesto que el punto de congelación ira descendiendo a medida que aumenta la concentración y para concentraciones más altas tendremos temperaturas más bajas. Comparando ambas graficas de observa un ligero cambio de las temperaturas, son más elevadas para la Urea, lo cual se puede justificar con el hecho de que las propiedades coligativas dependen de la cantidad de partículas disueltas.

4. Analizar el gráfico de _Tf (cloruro de sodio) vs. _Tf (no electrolito) y _Tf (cloruro de calcio) vs._Tf (no electrolito), proponer una ecuación que lo describa. Explicar cuál es el significado de cada uno de los términos de la ecuación.

Aumenta conforme aumenta la concentración molal de la disolución. Y eso es lógico puesto que el punto de congelación ira descendiendo a medida que aumenta la concentración y para concentraciones más altas tendremos temperaturas más bajas. Comparando ambas graficas de observa un ligero cambio de las temperaturas, son más elevadas para la Urea, lo cual se puede justificar con el hecho de que las propiedades coligativas dependen de la cantidad de partículas disueltas.

5. Comparar el valor del factor de van’t Hoff teórico con el experimental.

Experimental Teórico

NaCl i = ___1.67_________ i = ______2_______

CaCl2 i = ____2.94________ i = _____3________

CONCLUSIONES

Como pudo observarse en ésta práctica, las propiedades coligativas, por ejemplo: depresión del punto de congelación, dependen solamente del número de partículas de soluto disueltas en la disolución y no de su naturaleza. Comparando resultados con la práctica anterior, tenemos que para los no electrolitos, una disolución a la misma concentración molal, tendrá aproximadamente el mismo valor del Tf; mientras que para las disoluciones de electrolitos fuertes, el Tf se vera afectado por el factor de van’t Hoff, (i= partículas disociadas / formulas unitarias al inicio) . También podemos ver, que mientras una disolución sea más concentrada, su punto de congelación ira siendo cada ves más bajo.

BIBLIOGRAFIA

Química La Ciencia Central (Brown, T; et all) Editorial Pearson, Novena Edición: México. Química (Chang, Raymond) Editorial McGraw-Hill, Novena Edición: México .

Castellan, G. (1987). Fisicoquímica. 2° edición, Addison-Wesley Iberonamericana, USA.