UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICOFACULTAD DE QUIMICALABORATORIO DE EQULIBRIO Y CINETICA

EQUIPO #3:Cern Ramrez Laura BereniceGarca Nez Karen NallelySolano de Yta AlejandroZapot Rosalo Guadalupe

GRUPO:4

PROFESORA:Gregoria Flores Rodrguez

PRACTICA #5:Propiedades Coligativas Soluciones de No Electrolitos

FECHA DE ENTREGA:6 de abril de 2015

PROPIEDADES COLIGATIVAS SOLUCIONES DE NO ELECTROLITOS

Objetivo: General: Analizar el efecto que tiene la adicin de cantidades diferentes de un soluto no electrolito, sobre el abatimiento de la temperatura de fusin de un disolvente. Particular: a) Determinar la temperatura de congelacin de disoluciones acuosas de un no electrolito, a diferentes concentraciones, a partir de curvas de enfriamiento.b) Calcular la constante crioscpica del agua con base en el efecto de la concentracin de un no electrolito sobre la temperatura de congelacin del agua.Introduccin:Las propiedades coligativas, o tambin llamadas propiedades colectivas, son aquellas que dependen nicamente del numero de partculas de soluto en una disolucin y no de la naturaleza de las partculas del soluto las que pueden ser tomos, molculas e iones.Las propiedades coligativas son la elevacin del punto de ebullicin, la disminucin de la presin de vapor, la presin osmtica y la disminucin del punto de congelacin. Todas estas propiedades ocurren al mismo tiempo, por lo que se les llama propiedades coligativas, dado que van coligadas, juntas. En esta sesin de laboratorio se estudio la disminucin del punto de congelacin de sustancias no electrolitos dado que es la propiedad ms fcil de medir. Para esto se emplearon disoluciones diluidas con concentraciones de 1 molal. Con un termmetro digital se determino la temperatura a la que se congela el agua y tambin se determino la temperatura a la que se congelan disoluciones de distintas concentraciones molales de Dextrosa y Urea.Se sabe que el descenso crioscpico Tc, esta dado por:Tc = Tcw TcDisDonde:Tcw es la temperatura de congelacin del agua destiladaTcDis es la temperatura de congelacin de una disolucin de cierta concentracin molal.Se sabe que existe una proporcionalidad entre Tc y el nmero de partculas de soluto en solucin:Tc mTc = KcmDonde: m es la concentracin molal Kc es la llamada constante Crioscpica de dicho solvente. Problema:Calcular la constante crioscpica del agua.Metodologa Empleada:Con el vaso de unicel colocamos un fondo de hielo, posteriormente agregamos sal y nuevamente hielo. Realizado lo anterior se coloca un tubo de ensaye vaco, y en su alrededor y dentro del vaso de unicel se coloca hielo y as alternadamente. Realizar lo anterior hasta quedar una capa gruesa de hielo y una pequea capa de sal.El tubo de ensaye vacio se coloca con el fin de generar un espacio en el cual se colocaran los tubos con las disoluciones a utilizar. En el primer tubo de ensaye se colocaran 3 mL aproximadamente de agua destilada y se medir la temperatura considerando este instante como el tiempo cero.Colocar el tubo en el espacio generado en hielo y monitorear su temperatura en relacin al tiempo (cada 15 segundos), esto con el fin de determinar el punto de fusin del agua a las condiciones del laboratorio. Datos y Clculos:Tabla 1. H2O/Urea Datos experimentales de tiempo y temperatura para el agua y las soluciones de urea.Temperatura (C)

Sistema H2OH2O / urea

Tiempo (min)0.0 m0.25 m0.50 m0.75 m1.0 m

0.027.522.622.228.222.4

0.1518.616.9

0.37.78.3

0.453.14.5

0.522.55.27.3

18.3-1.20.60.11.3

1.15-1-0.3

1.3-1.3-1

1.45-1.4-1.2

1.55.9-0.9-0.7

24.2-1-1-1.4-1.4

2.15-1.4-1.4

2.3-1.4-1.6

2.45-1.4-1.6

2.53-1-1.2

3-0.7-1-1.2-1.7

3.15-1.5

3.3-1.6

3.45-1.6

3.5-0.3-1-1.2

4-0.3-1.1-1.2-1.6

4.5-0.3-1.1-1.2

5-0.3-1.2-1.2

Tabla 2. H2O/Dextrosa Datos experimentales de tiempo y temperatura para el agua y las soluciones de dextrosa.Temperatura (C)

Sistema H2OH2O / dextrosa

Tiempo (min)0.0 m0.25 m0.5 m0.75 m1.0 m

024.823.422.822.922.1

0.59.15.95.97.412.5

13.50.2-0.31.26.1

1.50-0.9-0.701.7

2-0.9-1.2-1-0.4-0.1

2.5-1.2-1.2-1.1-0.5-1.2

3-1.4-1.2-1.1-0.5-1.9

3.5-1.4-1.2-1.1-0.3-2.4

4-1.4-1.2-1-0.3-2.5

4.5-1.4-1.2-1-0.9-2.6

5-1.4-1.2-1-1.7-2.6

5.5-2.7

6-2.7

6.5-2.7

Tabla 3. Valores de la temperatura de congelacin del agua y de las soluciones de urea y dextrosa.m (moles Kg -1)t (C)T (K)T (K)

Agua /Urea

0.027.5300.15-27

0.2522.6295.75-22.6

0.5022.2295.35-22.2

0.7528.2301.35-28.2

1.022.4295.55-22.4

Agua/ Dextrosa

0.024.8297.95-24.8

0.2523.4296.55-23.4

0.5022.9296.05-22.9

0.7522.8295.95-22.8

1.022.1295.25-22.1

Grficas: Graficas de tabla 1.Grafica 1. 0.0m

Grafica 2. 0.25m

Grafica 3. 0.5m

Grafica 4. 0.75m

Grfica 5. 1.0m

Curvas de enfriamiento agua/urea

Graficas de Tabla 2.Grfica 1. H2O 0.0m

Grfica 2. H2O/Dextrosa 0.25m

Grfica 3. H2O/Dextrosa 0.50m

Grfica 4. H2O/Dextrosa 0.75m

Grfica 5. H2O/Dextrosa 1.0m

Curvas de enfriamiento para la dextrosa

Graficas de Tabla 3.Grafica 1. Agua/urea

Grfica 2. Agua/ dextrosa

Anlisis de Resultados:1. Explicar cmo varia la temperatura de congelacin de las disoluciones en funcin de la concentracin de urea y de dextrosa, de acuerdo a los datos incluidos en las tablas 1 y 2.Como se puede observar en las primeras tablas que son los datos de agua/urea se puede ver que conforme aumenta la concentracin de urea, la temperatura de congelacin aumenta, esto mismo sucede con la dextrosa, conforme aumenta la concentracin aumenta su temperatura de congelacin, por lo que se puede ver que es una relacin directamente proporcional.2. Explicar porque la temperatura de los sistemas objeto de estudio permanece constante en cierto intervalo de tiempoPorque en ese momento se tiene un equilibrio entre el lquido-solido, que es la temperatura de congelacin.3. Explicar el comportamiento del grafico de la disminucin de la temperatura de congelacin en la funcin de la concentracin de urea y de dextrosa proponer una ecuacin que lo describa.Como se puede observar en las dos soluciones el disolvente que tienen en comn es el agua, por lo tanto una ecuacin que describa esta relacin directamente proporcional es la constante crioscpica del agua que es la siguiente.Kf. msoluto, donde Kf es la constante crioscpica del agua. 4. Calcular el valor de la pendiente de los grficos del punto (3), analizar sus unidades y explicar que representan estos datos.La pendiente es Kf=Por lo tanto para el agua/ureaKf=Para la disolucin agua/dextrosa la constante crioscpica es:Kf=

5. Comparar el valor obtenido del punto (4) con el reportado en la literatura y calcular el porcentaje de error.La constante crioscpica terica del agua es 1.86 por lo tanto el porcentaje de error para urea y dextrosa es el siguiente:

Lenguaje termodinmico1. Definir cul es el sistema termodinmico El sistema termodinmico es la disolucin de agua/urea y agua/dextrosa Cuntos componentes tienen el sistema y cules son?El sistema est compuesto por agua y dextrosa o urea. As que slo tiene un componente 2. Clasificar este sistema de acuerdoA) al nmero de fases: el sistema tiene dos fases, ya que cuando se alcanza el equilibrio lquido-slido est la fase slida y la lquida b) en su interaccin con el entorno: el sistema es cerrado ya que puede intercambiar energa pero no materia 3. Cules son las paredes de sistema y como se clasifican A) por la interaccin mecnica-entorno: las paredes son rgidas ya que estn determinadas por el tubo de ensaye y por lo tanto no se pueden deformar B) por la interaccin trmica sistema-entorno: es diatrmica ya que permite el paso del calor a travs de ellas C) Por el paso de materia sistema entorno: es impermeable ya que no deja pasar nada de materia a la que ya est dada adentro.Conclusiones Se puede concluir que por medio de este experimento se demostr que mientras aumente la concentracin del soluto en este caso urea o dextrosa, la temperatura de congelacin tambin aumentara, la magnitud en la que aumentara la temperatura depende de la estructura de los solutos y as de la manera en que el disolvente en este caso agua pueda solvatarlos. De esta manera se demuestra que las propiedades coligativas depende nica y exclusivamente de la cantidad de partculas y de no de su naturaleza ya que en este experimento utilizamos soluciones de no electrolitos, y aun as la propiedad coligativa de aumento de la temperatura de congelacin se cumpli.

Tratamiento de Residuos:Se juntan todas las disoluciones en un solo tubo de ensayo y se depositan en una planta.

Aplicaciones a la Industria:AnticongelantesLa disminucin de la temperatura de congelacin de un disolvente debido a la presencia de un soluto se usa para evitar la solidificacin del agua de refrigeracin en los motores de combustin. En las regiones fras, donde la temperatura puede bajar de los 0C, se aaden sustancias al agua de refrigeracin para rebajar su temperatura de congelacin y evitar as que esta se congele, ya que, de producirse, el aumento del volumen del hielo podra romper el sistema de refrigeracin. Las sales muy solubles en agua, como el cloruro de calcio, podran ser apropiadas, ya que una disolucin con un 30,5% de CaCl2 se congela a -50C. Sin embargo, no pueden usarse ya que corroen los metales. Como anticongelantes se usan disoluciones de etanol, etilenglicol o glicerina, ya que sus disoluciones al 36,5% en peso, 39% en volumen y 44,4% en peso, respectivamente, congelan a partir de -25C. Si se desea disminuir ms la temperatura de congelacin se usan disoluciones de glicerina al 58% que congelan a -50C. El ms usado es el etilenglicol. En los circuitos de refrigeracin de paneles de energa solar el anticongelante que se utiliza es el propilenglicol.El descenso crioscpico tambin se aprovecha para eliminar capas de hielo de las carreteras, autopistas y pistas de aeropuertos. Para ellos se lanza cloruro de sodio (NaCl) o de calcio (CaCl2) sobre las placas de hielo, con lo que se disminuye la temperatura de congelacin y se funden las placas de hielo. Una ventaja del cloruro de calcio es que, cuando este se disuelve, libera gran cantidad de calor que ayuda a fundir ms el hielo. Para eliminar las capas de hielo que se forman sobre los aviones tambin se usa el etilenglicol.En la construccin se usan anticongelantes para los hormigones en lugares donde las temperaturas son muy bajas y se congelara el agua. No es posible usar grandes cantidades de anticongelante ya que provocara problemas de corrosin. Los anticongelantes que se usan son sales, normalmente cloruro de calcio, CaCl2, que en una proporcin del 2% reduce la temperatura de congelacin a -5C.

Control de calidad industrialExisten mltiples aplicaciones analticas para el descenso crioscpico de los lquidos corporales (sangre, orina, lgrimas, etc.). Para realizar estas determinaciones se usa un aparato automatizado llamado crioscopio u osmmetro de punto de congelacin que permite detectar en poco tiempo variaciones de milsimas del descenso crioscpico.La prueba de osmolalidad (concentracin total de partculas) de la orina se practica para medir la concentracin de partculas en sta (urea y creatinina principalmente). Un resultado mayor al normal puede indicar condiciones tales como la enfermedad de Addison, insuficiencia cardaca congestiva o choque circulatorio. Las medidas inferiores a los valores normales pueden indicar aldosteronismo, diabetes inspida, excesiva ingesta de lquidos, necrosis tubular renal o pielonefritis severa.La osmolalidad medida en el suero sanguneo depende principalmente del catin sodio, Na+, y en menor medida de la glucosa y la urea. El margen de valores normales es de 280-303 mOsm/kg. Si aumenta la glucosa en sangre (hiperglucemia, presente en la diabetes) o la urea (patologas del rin) su valor puede ser significativo. Los txicos como el metanol, el isopropanol, el etilenglicol, el propilenglicol y la acetona, y frmacos como el cido acetilsaliclico pueden afectar a la osmolalidad. Este ensayo permite determinar, cuando los valores son superiores a lo normal, deshidratacin, diabetes inspida, hiperglucemia, hipernatremia, consumo de metanol, consumo de etilenglicol, necrosis tubular renal, accidente cerebrovascular o traumatismo craneal que provoca deficiencia de hormona antidiurtica (diabetes inspida) y uremia. Cuando los valores estn por debajo de lo normal puede determinar ingesta excesiva de lquidos, hiponatremia, sobrehidratacin, sndromes paraneoplsticos asociados con el cncer de pulmn y el sndrome de secrecin inadecuada de hormona antidiurtica.

Bibliografa:

Propiedades Coligativas. Soluciones de no electrolitos, Practica 3, [En Linea], Consultado: 20 de marzo de 2015, Disponible en: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/PRACTICA3_17308.pdf

Propiedades Coligativas, [En Linea], Consultado: 20 de marzo de 2015, Disponible en: http://www.ehu.eus/biomoleculas/agua/coligativas.htm

Qumica y algo mas, Propiedades Coligativas, [En Linea], Consultado: 20 de marzo de 2015, Disponible en: http://www.quimicayalgomas.com/quimica-general/propiedades-coligativas-quimica/propiedades-coligativas/

John Deere, Refrigerantes y anticongelantes, [En Linea], Consultado: 28 de marzo de 2015, Disponible en: https://www.deere.com.mx/es_MX/parts/featured_parts/maintenance_fluids/coolants/coolants.page