PROPIEDADES COLIGATIVAS ELECTROLITOS (1)

8/12/2019 PROPIEDADES COLIGATIVAS ELECTROLITOS (1)

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Universidad Nacional Autnoma de Mxico

Facultad de Qumica

Laboratorio de Equilibrio y Cintica

Prctica 6. Propiedades Coligativas.Soluciones de Electrolitos Fuertes.

Esperanza Martnez Mariana Guadalupe

Lpez Salgado Karla Alejandra

Salgado Mendoza Rodrigo

Equipo 3

Grupo 26 19/marzo/2014


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PROPIEDADES COLIGATIVAS. SOLUCIONES DE ELECTROLITOS FUERTES.

OBEJTIVOS.

Analizar el efecto de la adicin de diferentes cantidades de un soluto fuertesobre el abatimiento de la temperatura de fusin de un disolvente.

Determinar la temperatura de congelacin de disoluciones acuosas de unelectrolito fuerte, a diferentes concentraciones, a partir de curvas deenfriamiento.

Comparar la temperatura de congelacin de soluciones de electrolito fuerte(NaCl y CaCl2) a la misma concentracin.

INTRODUCCIN.

El numero de iones presentes en la solucin afecta las propiedades coligaticas deuna solucin electroltica. Por ejemplo esperamos que el descenso del punto decongelacin acuoso provocado por una solucin de 0.01m de NaCl sea del dobledel efectuado por una solucin de sacarosa de 0.01m, suponiendo una disolucintotal de la primera. En el caso de las sales disociadas de forma incompleta, larelacin es ms complicada porque nos proporciona otra forma de medir el gradode disociacin de un electrolito.

Definamos un factor i, llamado factor de Vant Hoff (en honor del qumico dansJacobus Hendricus vant Hoff, 1852-1922) de la siguiente manera:

Si una solucin contienen N unidades de un electrolito y si es el grado dedisociacin,

Mv+ Xv- v+Mz+ + v+Xz-

N(1-) Nv+ Nv_

Existirn N(1-) unidades disociadas y (N v+ + N v_ ), o Nv iones en solucinen equilibrio, donde v = v+ +v_ .Ahora podemos escribir el factor de vant Hoffcomo

( )


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Hemos asumido que no hay pares de iones presentes.

PROBLEMA.

Determinar la relacin de la temperatura de congelacin de soluciones de noelectrolito y de una electrolito fuerte, a la misma concentracin.

DISEO EXPERIMENTAL.

Se observar el punto de solidificacin de dos diferentes soluciones con soluto de

NaCl y CaCl2a diferentes concentraciones (0.25m, 0.50m, 0.75m y 1m) a travsde la elaboracin de curvas de enfriamiento de las mismas. Posteriormente conayuda de dichas curvas podremos observar las propiedades del soluto yverificaremos que las disoluciones solidifican a temperaturas inferiores a las delsolvente puro.

Finalmente evaluaremos la pendiente de la grfica (T solvente puro Tfdisolucin) vs. m (mol/kg) para obtener la constante crioscpica del agua con baseen el efecto de la [no e] sobre su temperatura de congelacin.

PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS Y TOXICIDAD

Agua destilada.

Soluciones acuosas de NaCl: Estable bajo condicionesnormales. Las soluciones muy concentradas pueden causarirritacin. El polvo ocasiona enrojecimiento y puede serperjudicial para los ojos.

Soluciones acuosas de CaCl2: El Cloruro de calcio es una salblanca y cristalina empleada para la preparacin de

salmueras, empeladas por si solas o en sistemas de emulsininversa. Debe de evitar contacto con la humedad, as mismocomo el tener cercana con materiales incompatibles como:aluminio, estao, zinc, oxido borico, oxido de calcio, cidosulfrico.

Sal de grano (NaCl): Slido blanco, cristalino, higroscpico.Soluble en agua, glicerol y alcohol.


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

Temperatura (C)

Sistema H2O NaCl/H2OTiempo(seg

)0m 0.25m 0.5m 0.75m 1m

10 16.1 20.2 16.8 24 16.120 13.5 16.1 12.1 22.1 11.530 9.1 13.5 8 20 7.640 7.7 9.5 4.9 19.3 6.150 4.7 7.4 2.6 17.4 4.860 2.2 4.9 6 15.2 1.570 0.3 4.3 4.2 11.6 -0.680 3.5 4.0 3.7 12.1 -2.190 1.8 2.4 2.1 10.2 -3.2100 0 0.5 0.3 7.6 -4.2110 -0.3 0.8 -0.7 5.6 -4.6120 -0.4 0 -1.9 7.4 -4.7130 -0.3 -0.7 -3.2 5.2 -5.2140 -0.3 -1.7 -3.9 2.8 -6.6150 -0.3 -3.1 -2.5 0.7 -5.5160 -0.3 -2.9 -2.3 -1.3 -5.1170 -3.6 -2.3 -0.7 -4.1180 -2.6 -2.3 -0.3 -4.1

190 -1.5 -1.6 -4.1200 -1.4 -4.2210 -1.4 -4.3220 -1.4 -4.3230 -4.3


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Tabla 2. Datos experimentales de tiempo y temperatura para el agua y lassoluciones de CaCl2.

Temperatura (C)

Sistema H2O CaCl2/H2O

Tiempo(seg) 0.0 0.25m 0.5m 0.75m 1m10 16.1 17.3 15.4 18.4 14.120 13.5 7.6 8.9 8.4 9.330 9.1 5.4 4.9 4.8 12.540 7.7 2 1 0.7 10.350 4.7 -1.9 -1.7 -1.9 8.260 2.2 -3.7 -3.4 -3.7 6.670 0.3 -1.4 -2.1 -4.9 5.680 3.5 -1.3 -2.1 -5.7 3.990 1.8 -1.3 -2.1 -6.3 2.5100 0 -1.3 -2.1 -6.8 1.4

110 -0.3 -3.5 0120 -0.4 -3.3 -0.8130 -0.3 -3.3 -1.5140 -0.3 -3.3 -2.4150 -0.3 -3.1160 -0.3 -3.6170 -4.4180 -4.2190 -4.1200 -4.1210 -4.1

Tabla 3. Valores de temperatura de congelacin del agua y de las soluciones deNaCl y CaCl2.

m/(moles kg-1) t/(C) T/(K) /(K)

NaCl/Agua -0.3 272.85 00.25 -1.4 271.75 1.20.50 -2.3 270.85 20.75 -4.3 268.85 41 -5.1 268.05 4.8

CaCl2/Agua -0.3 272.85 00.25 -1.3 271.85 10.50 -2.1 271.05 1.80.75 -3.3 269.85 31 -4.1 269.05 3.8


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ALGORITMO DE CLCULO.

a) Calcular la disminucin de la temperatura de congelacin y tiempo en lasdisoluciones.

()

NaCl :

()

()

()

()

CaCl2 :

()

()

()

()

GRFICOS.

Grficos (temperatura vs tiempo) de cada uno de los sistemas, utilizandolos datos de la tabla 1 y 2.


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Grficos tabla 1 NaCl

Grafico 1.1 o.om H2O

Tiempo(seg) 0.0m10 16.1

20 13.530 9.140 7.750 4.760 2.270 0.380 3.590 1.8100 0110 -0.3

120 -0.4130 -0.3140 -0.3150 -0.3160 -0.3

Grafico 1.2 0.25m NaCl

Tiempo(seg) 0.25m

10 20.220 16.130 13.540 9.550 7.460 4.970 4.380 490 2.4100 0.5

110 0.8120 0130 -0.7140 -1.7150 -3.1160 -2.9170 -3.6180 -2.6


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190 -1.5200 -1.4210 -1.4220 -1.4


Tiempo(seg) 0.5m

10 16.8

20 12.1

30 8

40 4.9

50 2.6

60 6

70 4.2

80 3.7

90 2.1

100 0.3

110 -0.7

120 -1.9

130 -3.2

140 -3.9

150 -2.5

160 -2.3

170 -2.3

180 -2.3


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Tiempo(seg) 0.75m

10 24

20 22.130 20

40 19.3

50 17.4

60 15.2

70 11.6

80 12.1

90 10.2

100 7.6

110 5.6

120 7.4

130 5.2

140 2.8

150 0.7

160 -1.3

170 -0.7180 -0.3

190 -1.6

200 -4.2

210 -4.3

220 -4.3

230 -4.3


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Tiempo(seg) 1m

10 16.120 11.5

30 7.640 6.150 4.860 1.570 -0.680 -2.190 -3.2100 -4.2110 -4.6120 -4.7

130 -5.2140 -6.6150 -5.5160 -5.1170 -4.1180 -4.1190 -4.1

Grficos tabla 2 CaCl2 0.25mTiempo(seg) 0.25m

10 17.3

20 7.6

30 5.4

40 2

50 -1.9

60 -3.770 -1.4

80 -1.3

90 -1.3

100 -1.3


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Grafico 2.1 0.50m

Tiempo(seg) 0.5m

10 15.4

20 8.930 4.9

40 1

50 -1.7

60 -3.4

70 -2.1

80 -2.1

90 -2.1

100 -2.1

Grafico 2.2 0.75m

Tiempo(seg) 0.75m

10 18.420 8.430 4.840 0.750 -1.960 -3.770 -4.980 -5.790 -6.3100 -6.8110 -3.5120 -3.3130 -3.3

140 -3.3


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Grafico 2.3 1.0m CaCL2

Tiempo(seg) 1m

10 14.1

20 9.3

30 12.540 10.3

50 8.2

60 6.6

70 5.6

80 3.9

90 2.5

100 1.4

110 0

120 -0.8

130 -1.5

140 -2.4

150 -3.1

160 -3.6

170 -4.4

180 -4.2

190 -4.1

200 -4.1210 -4.1

2.- Grafico de la disminucin de la temperatura de congelacin en funcin dela concentracin de las disoluciones de NaCl y CaCl2

T/(K)m/(moleskg-1)

0 NaCl/Agua

1.2 0.25

2 0.5

4 0.75

4.8 1

0 CaCl2/Agua

1 0.25


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Kf = constante que depende del disolvente.

i = Factor de Vant Hoff

4. Analizar el grfico de Tf (cloruro de sodio) vs. Tf (no electrolito) y Tf (clorurode calcio) vs. Tf (no electrolito), proponer una ecuacin que lo describa. Explicar

cul es el significado de cada uno de los trminos de la ecuacin.

La relacin existente entre la Tf tanto del cloruro de sodio como del cloruro decalcio contra la Tf (no electrolito) de ambas disoluciones, deja ver que a medidaque aumenta la concentracin de las disoluciones tambin lo hacen dichos valoresde manera proporcional. Al relacionar ambas disminuciones de temperatura, elvalor de la pendiente proporcionada es igual a la magnitud del efecto sobre laspropiedades coligativas, esta magnitud: es el factor de vant Hoff. Dicha magnituddepende del nmero real de partculas en disolucin despus de la disociacin.

5. Comparar el valor del factor vant Hoff teorico con el experimenal

NaCl :

NaCl(terico) : 2.0

CaCl2 :

CaCl2 (terico): 3.0

CONCLUSIONES.

Una propiedad coligativa, depende de la concentracin de la sustancia. A partir delnmero de partculas disueltas podemos predecir que tanto va a disminuir latemperatura de congelacin. La disminucin de la temperatura de congelacin enlas soluciones de electrolitos en mucho mayor que en las soluciones de noelectrolitos, esto debido al aumento del nmero de partculas disociadas, que estligado con el factor de Vant Hoff, que se refiere al nmero de partculasdisociadas del electrolito.

El punto de congelacin de la disolucin a diferentes concentraciones es menorque la del liquido puro. En el caso de disoluciones de electrolitos fuertes el tiempopara determinar el punto de congelacin fue ms rpido que en el caso dedisoluciones de no electrolitos. El factor de vant Hoff, solo es un parmetro tilpara conocer el nmero de especies presentes provenientes de un soluto tras ladisolucin del mismo en un disolvente dado.

APLICACIONES DEL TEMA.

En la industria se le pueden dar varios usos como la formulacin desoluciones de nutrientes especiales para regados de vegetales en general.


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