• Author / Uploaded
• José Pablo Ramírez Naranjo

• Categories
• Entropía
• Concentración
• Solvente
• Química Física
• Cantidad

Citation preview

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA

LABORATORIO DE EQUILIBRIO Y CINETICA

“PROPIEDADES COLIGATIVAS, DISOLUCIONES ELECTROLITO Y NO ELECTROLITO” Práctica 3

GRUPO:41 EQUIPO: 8

CRUZ DAMARIS GONZALEZ RUIZ YAZMIN REYES SANCHEZ DIANE CYNTHIA RAMÍREZ NARANJO JOSÉ PABLO

SEPTIEMBRE 2010

Objetivo:   Dentro   de   los   distintos   tipos   de   solutos   que   existen   se   distinguen   dos   principalmente,   los   electrolitos   y   los   no   electrolitos,   ambos   poseen   características   propias   que   los   distinguen   entre   si;   la   presente   práctica   tiene   como   objeto   mostrar   de   cierto   modo   como   un   solvente   ve   afectada   sus   propiedades   físicas,   al   disolverle   soluto   a  distintas  concentraciones,  a  través  de  su  punto  de  fusión.   Metodología  empelada.   Dada  la  gran  cantidad  de  disoluciones  que  se  utilizaron  en  la  sesión,  además  de   haberse   decido   con   anterioridad   que   las   prácticas   correspondientes   a   propiedades   coligativas  se  realizarían  en  una  única  sesión,  se  procedió  a  dividir  el  trabajo  entre  los   equipos  del  laboratorio.  Quedando  así  la  siguiente  disposición  de  trabajo.   #  De  Equipos   1,  2,  3,  4,  5.   6,  7,  8,  9,  10.  

Disoluciones   Urea  y  NaCl  cada  de  ellos  con   concentraciones  0,25  m;  0,5  m;  0,75  m;   1,0  m.   Dextrosa  y  CaCl2  cada  de  ellos  con   concentraciones  0,25  m;  0,5  m;  0,75  m;   1,0  m.  

  Los  materiales  utilizados  para  la  realización  de  esta  práctica  fueron.   Materiales   Vaso  de  unicel   Termómetro  Digital   Cronometro   Gradilla   5  tubos  de  ensaye  

Reactivos   Disoluciones  de  Urea,  NaCl,  Dextrosa,   CaCl2    de  concentraciones  0,25  m;  0,5  m;   0,75  m;  1,0  m.   Agua  Destilada   Sal   Hielo  

  El  desarrollo  de  la  práctica  fue  el  siguiente:   Como   integrantes   del   equipo   #   8   se   nos   asigno   el   desarrollo   de   las   soluciones   de   Dextrosa   y   Cloruro   de   Calcio,   primero   en   el   vaso   de   unícel   colocamos   un   fondo   de   hielo  al  que  posteriormente  se  le  agrego  sal  y  nuevamente  hielo,  una  vez  hecho  esto  se   coloco  un  tubo  de  ensaye  vacío,  y  en  su  rededor  y  dentro  de  vaso  de  unicel  se  coloco   hielo   y   sal   alternativamente   a   modo   que   quedara   una   capa   gruesa   de   hielo,   y   una   pequeña  capa  de  sal  y  así  respectivamente,  el  tubo  de  ensaye  vacío  se  coloco  con  el  fin   de  generar  un  espacio  en  el  cual  se  colocaron  los  tubos  de  ensaye  con  las  disoluciones   empleadas  en  la  práctica.   En   el   primer   tubo   de   ensaye   se   colocaron   aproximadamente   3   mL   de   agua   destilada   y   se   midió   su   temperatura   considerando   este   instante   como   el   tiempo   0   (cero),   posteriormente   se   coloco   el   tubo   en   el   espacio   generado   en   el   hielo,   y   se   monitorio   su   temperatura  en  relación  al  tiempo,  el  intervalo  de  tiempo  seleccionado  para  realizar  

estas   mediciones   fue   de   15   segundos,   esto   con   el   fin   de   determinar   el   punto   de   fusión   del  agua  a  las  condiciones  del  laboratorio  dadas,  una  vez  hecha  esta  primera  medición,   se   realizaron   mediciones   subsecuente   con   metodología   similar   para   las   soluciones   indicadas  en  la  sección  de  reactivos.   Tablas  

  Dextrosa  

Concentración Tiempo (min) 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.25 4.5 4.75 5 5.25 5.5 5.75 6 6.25 6.5 6.75 7

0.25 T (ºC) 20.50 14.1 6.9 -1.7 1.1 -1 -1 -1 -1 -1 -1.1 -1.2 -1.2 -1.3 -1.6 -1.7 -2.1 -3.1 -5.3 -7.3 -7.6 -8.4 -8.3 -

m 0.5 T (K) T (ºC) 293.7 20.90 287.3 12.5 280.1 5.5 271.5 -1.1 274.3 -3.2 272.2 -2.2 272.2 -1.5 272.2 -1.5 272.2 -1.5 272.2 -1.7 272.1 -1.7 272.0 -1.9 272.0 -1.9 271.9 -2 271.6 -1.8 271.5 -1.8 271.1 -1.9 270.1 -2 267.9 -2.1 265.9 -2.1 265.6 -2.2 264.8 -2.6 264.9 -

-3.4 -5.3 -5.5 -7.3 -8 -8.4 -10

m T (K) 294.1 285.7 278.7 272.1 270.0 271.0 271.7 271.7 271.7 271.5 271.5 271.3 271.3 271.2 271.4 271.4 271.3 271.2 271.1 271.1 271.0 270.6 269.8 267.9 267.7 265.9 265.2 264.8 263.2

0.75 T (ºC) 21.10 10.5 0.6 -0.8 -3.8 -5.2 -2.1 -2 -2.1 -2.1 -2.1 -2.1 -2.2 -2.4 -2.5 -2.6 -2.8 -2.8 -3.1 -3.1 -3.5 -3.6

m 1.0 T (K) T (ºC) 294.3 21.20 283.7 13.3 273.8 3.5 272.4 -1.7 269.4 -3.1 268.0 -2.6 271.1 -2.6 271.2 -2.7 271.1 -2.8 271.1 -2.8 271.1 -2.9 271.1 -3 271.0 -3.1 270.8 -3.2 270.7 -3.5 270.6 -3.4 270.4 -4.2 270.4 -4.1 270.1 -4.3 270.1 -4.5 269.7 -4.3 269.6 -5.2

-

-

-5.9 -6.2 -

m T (K) 294.4 286.5 276.7 271.5 270.1 270.6 270.6 270.5 270.4 270.4 270.3 270.2 270.1 270.0 269.7 269.8 269.0 269.1 268.9 268.7 268.9 268.0 267.3 267.0 -

Tabla  1.-­  Tiempo  y  Temperatura  de  enfriamiento  para  soluciones  de  Dextrosa   con  diferentes  concentraciones        

 

CaCl2  (Cloruro  de  Calcio)   Concentración Tiempo (min) 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75 4 4.25 4.5 4.75

0.25 T (ºC) 21.60 14.3 3.1 -2.3 -5 -1.3 -1.8 -1.8 -1.9 -2 -2.1 -2.1 -2.3 -2.5 -2.8 -3.2 -4 -5.2 -4 -5.2

5

-5.9

5.25 5.5 5.75 6 6.25 6.5 6.75 7 7.25 7.5 8.75 9

-6.8 -7.7 -8.2 -8.3 -9.5 -

m 0.5 T (K) T (ºC) 20.5 294.8 10.3 287.5 6.4 276.3 5.9 270.9 5.9 268.2 3.7 271.9 1.3 271.4 -0.2 271.4 -2.7 271.3 -2.6 271.2 -3.6 271.1 -4 271.1 -4.3 270.9 -4.6 270.7 -4.5 270.4 -4.9 270.0 -5.2 269.2 -5.3 268.0 -5.4 269.2 -5.5 268.0 -5.6 267.3 266.4 265.5 265.0 264.9 263.7 -

-5.8 -5.6 -5.9 -5.9 -5.9 -5.9 -5.9 -6 -6 -6.1 -6.2 -6.1

m T (K) 293.7 283.5 279.6 279.1 279.1 276.9 274.5 273.0 270.5 270.6 269.6 269.2 268.9 268.6 268.7 268.3 268.0 267.9 267.8 267.7

0.75 T (ºC) 23.4 12.5 6.5 3.7 0.8 -0.6 -2.1 -2.4 -3.3 -3.9 -4.2 -4.5 -4.8 -5.1 -5.2 -5.4 -5.7 -5.7 -5.8 -6.1

m 1.0 T (K) T (ºC) 296.6 24.10 285.7 16.3 279.7 4.1 276.9 -1.2 274.0 -3.5 272.6 -6.1 271.1 -7 270.8 -7.6 269.9 -8.2 269.3 -8.4 269.0 -8.8 268.7 -9.1 268.4 -9.2 268.1 -9.5 268.0 -9.5 267.8 -6.1 267.5 -6.2 267.5 -6.3 267.4 -6.4 267.1 -6.7

m T (K) 294.8 287.5 276.3 270.9 268.2 271.9 271.4 271.4 271.3 271.2 271.1 271.1 270.9 270.7 270.4 270.0 269.2 268.0 269.2 268.0

267.6

-6

267.2

-6.8

267.3

267.4 267.6 267.3 267.3 267.3 267.3 267.3 267.2 267.2 267.1 267.0 267.1

-6 -6 -6.1 -6.1 -6.2 -6.3 -6.3 -6.3 -6.3 -6.3 -6.4 -6.4

267.2 267.2 267.1 267.1 267.0 266.9 266.9 266.9 266.9 266.9 266.8 266.8

-6.9 -7 -7.2 -7.4 -7.3 -7.5 -7.6 -

266.4 265.5 265.0 264.9 263.7 263.2 262.5 -

Tabla  2.-­  Tiempo  y  Temperatura  de  enfriamiento  para  soluciones  de  Cloruro  de   Calcio  con  diferentes  concentraciones          

Agua  Destilada   Tiempo (s)

Temperatura (ºC)

Temperatura (K)

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315

16.60 10.3 4.2 2.2 0.7 0 -0.4 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.4 -0.4 -0.4 -0.4 -0.5 -0.5 -0.5

289.8 283.5 277.4 275.4 273.9 273.2 272.8 272.7 272.7 272.7 272.7 272.7 272.7 272.7 272.7 272.8 272.8 272.8 272.8 272.7 272.7 272.7

Tabla  3.-­  Tiempo  y  Temperatura  para  enfriamiento  de  H2O  destilada     Molalidad Agua/Dextrosa 0 0.25 0.5 0.75 1 Agua/CaCl2 0 0.25 0.5 0.75 1

Temperatura (congelación) t (ºC) T (K) -0.5 272.7 -1 272.2 -1.5 271.7 -2.1 271.1 -3.1 270.1 -0.5 -1.8 -5.9 -6.3 -6.1

272.7 271.4 267.3 266.9 267.1

Δ T 0.0 -0.5 -1.0 -1.6 -2.6 0.0 -1.3 -5.4 -5.8 -5.6

Tabla  4.-­  Valores  para  la  congelación  del  Agua,  Dextrosa  y  Cloruro  de  Calcio      

Gráficos    

Dextrosa  0,25  m   280,0   Temperatura  (K)  

278,0   276,0   274,0   272,0   270,0   268,0   266,0   264,0   0  

1  

2  

3  

4  

5  

6  

Tiempo  (min)  

 

Grafico  1.-­  Curva  Temperatura-­Tiempo  para  Dextrosa  0,25  m    

Dextrosa  0,50  m   280,0  

Temperatura  (K)  

278,0   276,0   274,0   272,0   270,0   268,0   266,0   264,0   262,0   0  

1  

2  

3  

4  

5  

6  

7  

8  

Tiempo  (min)  

Grafico  2.-­  Curva  Temperatura-­Tiempo  para  Dextrosa  0,05  m  

 

Dextrosa  0,75  m   300  

Temperatura  (K)  

295   290   285   280   275   270   265   0  

1  

2  

3  

4  

5  

6  

Tiempo  (min)  

 

Grafico  3.-­  Curva  Temperatura-­Tiempo  para  Dextrosa  0,75  m    

Dextrosa  1,00  m   278,0  

Temperatura  (K)  

276,0   274,0   272,0   270,0   268,0   266,0   0  

1  

2  

3  

4  

5  

6  

7  

Tiempo  (min)  

Grafico  4.-­  Curva  Temperatura-­Presión  para  Dextrosa  1,00  m  

 

Cloruro    de  Calcio  0,25  m   278  

Temperatura  (K)  

276   274   272   270   268   266   264   262   0  

1  

2  

3  

4  

5  

6  

7  

Tiempo  (min)  

Grafico  5.-­  Curva  Temperatura-­Presión  para  Cloruro  de  Calcio  0,25  m  

 

 

Cloruro  de  Calcio  0,50  m   280  

Temperatura  (K)  

278   276   274   272   270   268   266   0  

1  

2  

3  

4  

5  

6  

7  

8  

9  

Tiempo  (min)  

Grafico  6.-­  Curva  Temperatura-­Presión  para  Cloruro  de  Calcio  0,5  m  

 

Cloruro  de  Calcio  0,75  m   300  

Temperatura  (K)  

295   290   285   280   275   270   265   0  

1  

2  

3  

4  

5  

6  

7  

8  

9  

Tiempo  (min)  

Grafico  7.-­  Curva  Temperatura-­Presión  para  Cloruro  de  Calcio  0,75  m  

 

 

Cloruro  de  Calcio  1,00  m   300   295   Temperatura  (K)  

290   285   280   275   270   265   260   0  

1  

2  

3  

4  

5  

6  

7  

8  

Tiempo  (min)  

Grafico  8.-­  Curva  Temperatura-­Presión  para  Cloruro  de  Calcio  1,00  m    

 

Agua  Destilada   292   290  

Temperatura  (K)  

288   286   284   282   280   278   276   274   272   270   0  

50  

100  

150  

200  

250  

300  

350  

Tiempo  (min)  

Grafico  9.-­  Curva  Temperatura-­Presión  para  el  Agua  Destilada.  

 

  Ahora  procedemos  a  la  construcción  de  un  gráfico  que  represente  la  disminución  de  la   temperatura  de  congelación,  en  las  distintas  disoluciones  de  Dextrosa.  

Temperatura  Congelación  (K)  

Variación  de  Temperatura  Congelación   (Dextrosa)   273   272,5   272   271,5   271  

T  (K)  

270,5  

Lineal(T  (K))  

270   269,5   0  

0,25  

0,5  

0,75  

1  

Concentración  Agua/Dextrosa  (m)  

  Grafico  10.-­  Relación  del  Punto  de  congelación  con  respecto  a  la  concentración    

Ahora  se  construirá  el  gráfico  de  la  variación  de  la  temperatura  de  congelación,  para   los  disolcuones  a  distintas  concentraciones  de  Cloruro  de  Calcio.  

Temperatura  de  Congelación  (K)  

Varaiación  Temperatura  de  Congelación   (Cloruro  de  Calcio)   273   272   271   270   269   Serie1  

268   267   266   0  

0,25  

0,5  

0,75  

1  

Concentración  Agua/Cloruro  de  Calcio  (m)  

Grafico  11.-­  Relación  del  Punto  de  congelación  con  respecto  a  la  concentración.     Concentración Agua/CaCl2 0 0.25 0.5 0.75 1

Coluro de Calcio ∆Tf Teórico (No ∆Tf (Electrolito) electrolito) 0 0 0.465 1.3 0.93 5.4 1.395 5.8 1.86 5.6

Tabla   5.-­   Deltas   en   la   Temperatura   de   congelación   obtenidos   teórica   y   experimentalmente  para  el  Cloruro  de  Calcio   Para  la  elaboración  de  la  tabla  5  se  tomaron  en  cuenta  las  concentraciones  con  las  que   se  trabajo  en  el  laboratorio,  a  las  cuales  corresponde  a  los  valor  de  0  m;  0,25  m;  0,50   m;  0,75  m;  1,00;  los  datos  registrados  en  la  columna  “∆Tf Teórico (No electrolito)” fueron calculados de acuerdo a la ley de Raoult, tomando en cuenta que el disolvente es agua la constante crioscópica utilizada fue la correspondiente el agua, cuyo valor reportado es de 1,86 K kg mol-1 quedando expresada la ecuación de la ley de Raoult de la siguiente manera.

ΔTc = k f ⋅ m ΔTc = 1.86⋅ m

€

 

Cambio  punto  de  congelación   experimental  

Donde m, es la molalidad de la disolución; los datos que corresponden a la columna de “∆Tf (Electrolito)” corresponde al conjunto de valores obtenidos experimental durante la realización de la práctica.

∆Tf  (cloruro  de  calcio)  vs.  ∆Tf  (no   electrolito)   7   6   5   4   3   2   1   0   0  

0,5  

1  

1,5  

2  

Cambio  en  el  punto  de  congelación  teorico  

Grafico  12.-­  gráfico  de  ∆Tf  (cloruro  de  calcio)  vs.  ∆Tf  (no  electrolito*).   *  teórico     Análisis  de  Resultados  para  el  ensaye  con  la  Dextrosa.   Se   puede   observar   que   la   temperatura   de   congelación   para   las   disolución   de   Dextrosa   desciende   de   una   forma   aparentemente   lineal,   es   decir   la   temperatura   de   congelación   disminuye   en   función   de   la   concentración   molal   de   soluto   en   la   disolución;   este   hecho   se   puede   verificar   mediante   la   observación   del   grafico   diez   (10),   en   donde   se   marca   una  línea  de  tendencia  lineal.   En   los   gráficos   uno   a   cuatro   (1-­‐4)   que   son   los   pertenecientes   para   el   ensayo   de   dextrosa,   se   puede   observar   que   el   comportamiento   de   las   curvas   es   el   siguiente:   la   temperatura   de   la   solución   comienza   a   disminuir,   a   medida   que   pasa   el   tiempo   este   decremento   en   la   temperatura   parece   ser   mas   rápido,   hasta   alcanzar   un   mínimo   de   temperatura,   alcanzado   este   mínimo   la   temperatura   de   la   disolución   comienza   a   aumentar   nuevamente   durante   un   intervalo   de   tiempo   corto   (aproximadamente   15   segundos)    para  después  permanecer  constante  es  en  este  instante  de  tiempo  cuando   las   disoluciones   comienzan   a   congelarse   y   durante   este   proceso   la   temperatura   permanece  relativamente  constante,  una  finalizado  puede  observarse  como  comienza   a  decaer  la  temperatura  nuevamente.   Dado   que   la   solución   considerada   es   una   solución   no   electrolito,   la   ecuación   que   se   ajusta   a   los   cambios   de   la   temperatura   de   congelación   entre   el   disolvente   puro   y   la   disolución,  es  la  que  describe  la  ley  del  Raoult.  

ΔTc = k f ⋅ m ΔTc = 1.86⋅ m Pero   si   deseamos   que   esta   ecuación   se   ajuste   mas   a   nuestros   resultados   obtenidos,   podemos  cambiar  el  valor  de  la  constante  crioscópica  del  agua,  por  el  valor  obtenido   en   nuestra  actividad  experimental,  entonces  la  ley  de  Raoult  quedaría  expresada  de  la   € siguiente  manera.  

ΔTc = 2.52⋅ m   Este   efecto   del   descenso   de   la   temperatura   de   congelación   para   el   solvente   de   una   disolución,  es  una  de  las  llamadas  coligativas,  y  esto  es  lógico,  pues  vemos  que  hay  una   relación  directa  entre  el  punto  de  congelación  del  disolvente  puro  y  el  disolvente  en   € explicación   a   esto,   podemos   pensar   en   términos   de   la   disolución,   para   dar   una   entropía   del   sistema,   sabemos   que   la   entropía   es   una   magnitud   que   mide   la   energía   que  no  puede  utilizarse  para  producir  trabajo,  pero  mas  coloquialmente  nos  referimos   a  la  entropía  como  la  medida  de  desorden  de  un  sistema.  Entonces  analizando  un  poco   el  sistema  nos  puede  parecer  evidente  que  la  entropía  de  una  disolución  es  mayor  a  la   entropía   del   disolvente   puro,   esto   porque   la   disolución   puede   contener   iones   o   moléculas  en  disolución  las  cuales  se  encuentran  en  movimientos,  lo  cual  contribuye   en  un  aumento  del  desorden  por  tanto  podemos  expresar  lo  siguiente:  

Sdisolución > S puro   Pero   como   existe   un   cambio   de   fase,   entre   el   estado   líquido   y   el   estado   sólido,   podemos  relacionar  esto  con  los  cambios  de  entropía  entre  el  estado  inicial  (liquido)  y   el  estado  final  (sólido)  del  sistema,  quedando  expresado  de  la  siguiente  manera:  

€

puro ΔS disolución > ΔS fusión   fusión

De  termodinámica  sabemos  que  el  cambio  en  la  entropía  para  un  cambio  de  fase  esta   relacionada   con   el   entalpía   y   la   temperatura   con   lo   cuál   podemos   reescribir   la   expresión  anterior  en  términos  de  la  entropía  

€ ΔS

disolución fusión

1 disolución Tfusión

> ΔS

>

puro fusión

1 puro Tfusión

⎛ ΔH ΔH fusión ⎞ 1 fusión ⇒ ⎜⎜ disolución > puro ⎟⎟ Tfusión ⎠ ΔH fusión ⎝ Tfusión

⇒T

puro fusión

>T

disolución fusión

 

Haciendo   la   matemática   correspondiente   llegamos   a   la   expresión   anterior,   lo   cual   nos   dice   que   la   temperatura   de   congelación   de   un   disolvente   puro   es   mayor   a   la  

€

temperatura   de   temperatura   de   congelación   del   disolvente   en   disolución,   lo   cual   apoya  los  resultados  obtenidos  en  la  práctica.   Finalmente  en  el  cálculo  de  la  pendiente  para  el  grafico  diez  (10)  se  obtiene  el  valor  de   -­‐2.52,  cuyas  unidades  resultan  ser  de  [K  kg  mol-­1],  estas  unidades  corresponden  a  las   de   las   constantes   crioscópicas,   sin   embargo   el   valor   obtenido   es   negativo   y   el   valor   de   la   constante   crioscópica   del   agua   reportada   en   la   literatura   es   positivo,   esto   resulta,   que  los  valores  para  ΔT  de  la  tabla  cuatro  (4)  se  define  como  (Temperatura  de  fusión   del   solvente   puro-­‐Temperatura   del   solvente   en   disolución)   lo   cuál   volvería   el   valor   de   la  pendiente  positiva.,  haciendo  estas  consideraciones  podemos  considerar  el  valor  de   la  pendiente  con  signo  positivo  como  el  valor  obtenido  para  la  constante  crioscópica   del  agua     Ahora,  procedemos  a  calcular  el  porcentaje  error  obtenido:  

valor calculado − valor teorico × 100 valor teorico 2.52 −1.86 × 100 = 35.48%   1.86

%error =

Lo  cual  represente  un  porcentaje  de  error  muy  alto,  en  comparación  con  el  valor  que   debió  ser  obtenido.  

€

En  Resumen   Constante  Crioscópica    del  agua  (Reportada)   Constante  Crioscópica  del  agua  (Calculada)   Porcentaje  de  error  

1,86  K  kg.  mol-­‐1   2.52  K  kg.  mol-­‐1   35.48  %  

  Análisis  de  Resultados  para  el  Cloruro  de  Calcio   La   variación   de   temperatura   de   congelación   para   las   disoluciones   de   cloruro   de   calcio   para   nuestro   ensayo,   varia   en   función   de   la   concentración   de   tal   modo,   que   puede   observarse   que   para   las   concentraciones   0,25   m   y   0,50   m   la   temperatura   de   congelación  de  la  disolución  disminuye,  sin  embargo  para  las  concentraciones  0,75  y   1,00   m   el   punto   de   congelación   vario   solo   en   un   factor   de   0.2   ºC   siendo   el   punto   de   congelación   para   la   solución   0,75   m   menor   con   un   valor   de   -­‐6.3   ºC   y   de   -­‐6.1   para   la   disolución  con  concentración  1,00  m.   De   forma   similar   con   que   la   Dextrosa   puede   observarse   una   intervalo   de   tiempo,   donde  la  temperatura  permanece  constante,  este  intervalo  de  tiempo  corresponde  al   punto  de  congelación  de  la  disolución.  

Para  explicar  la  diferencia  entre  la  congelación  del  disolvente  puro,  y  el  disolvente  en   disolución  introducimos  un  factor  de  corrección  conocido  como  el  factor  de  Van’t  Hoff,   el  cual  fue  calculado  de  la  siguiente  manera.  

ΔTf( exp) i= k c ⋅ m   Donde  i,  es  el  factor  de  Van’t  Hoff  ,  ΔT  es  el  cambio  en  la  temperatura  de  congelación   determinado   experimentalmente,   kc   es   la   constante   crioscópica   del   disolvente   utilizado,  en  esta  caso  agua  cuya  constante  es  1,86  K  Kg.  mol-­‐1  y  m  es  la  molalidad  de  la   disolución.   € Concentración Agua/CaCl2 0

Coluro de Calcio ∆Tf ∆Tf Teórico (No electrolito) (Electrolito) 0 0

Factor de Van't Hoff

0.25

0.465

1.3

2.795698925

0.5

0.93

5.4

5.806451613

0.75

1.395

5.8

4.157706093

1

1.86

5.6

3.010752688

Promedio

3.94265233

Tabla  6.-­  Calculo  del  factor  de  Van’t  Hoff  para  la  disolución  de  Cloruro  de  Calcio,   el  promedio  del  valor  obtenido  para  el  factor  i  es  3.94.     Con   esta   nueva   información   obtenida,   la   ecuación   que   describiría   el   descenso   crioscópica   para   el   disolvente   agua,   para   nuestros   datos   obtenidos   experimentalmente  vendría  dado  por  la  siguiente  ecuación:  

ΔTc = i⋅ k c ⋅ m ΔTc = 3.94⋅ 1.86⋅ m   Cabe  señalar  nuevamente  que  la  ecuación  anterior  solo  describe  nuestros  resultados,   aunque,  debemos  decir  que  no  encontramos  el  factor  de  Van’t  Hoff  para  el  cloruro  de   calcio   pero   buscando   en   distintas   páginas   de   Internet   se   dice   que   el   valor   de   dicha   € por   tanto   la   ecuación   que   describiría   el   comportamiento   real   constante   es   tres   (3),   para  la  variación  del  punto  de  congelación  viene  dada  por  la  siguiente  ecuación:    

ΔTc = i⋅ k c ⋅ m ΔTc = 3⋅ 1.86⋅ m  

En  resumen,  la  información  obtenida  es  la  siguiente     Factor  de  Van’t  Hoff  (Reportado)   Factor  de  Van’t  Hoff  (Calculado)  

€

3   3.94  

El   porcentaje   de   error   para   el   valor   obtenido   para   el   factor   de   Van’t   Hoff   es   el   siguiente:    

%error =

valor calculado − valor teorico × 100 valor teorico

3.94 − 3 × 100 = 31% 3

€

    Conclusiones     Los   resultados   obtenidos   experimentalmente   no   fueron   los   esperados   de   acuerdo   con   la   teoría,   las   graficas   de   enfriamiento   de   temperatura   contra   tiempo   en   su   mayoría   parecen   correctas,   cabe   destacar,   que   en   la   mayoría   puede   notarse   la   zona   de   sobreenfriamiento  en  la  cuál  el  liquido  alcanza  una  menor  temperatura  que  su  punto   de   fusión;   el   cuidado   con   el   que   se   llevo   acabo   la   actividad   experimental   fueron   adecuados,   así   que   creemos   que   en   su   mayoría   los   porcentajes   de   error   se   debieron   principalmente  a  la  imprecisión  del  material  con  el  que  se  trabajo,  de  hecho  uno  de  los   termómetros,   con   los   que   se   trabajo   comenzó   a   presentar   fallas,   que   en   general   impedían  la  clara  visualización  de  la  temperatura.   Si  bien  los  resultados  obtenidos,  no  fueron  los  esperados,  los  objetivos  de  la  práctica   se  cumplieron,  y  podemos  decir  que  ahora  existe  una  comprensión  mas  profunda  de   las  propiedades  coligativas  y  como  estas  únicamente  dependen  de  la  concentración  de   la   disolución,   y   desde   ese   enfoque   podemos   decir   que   la   presente   práctica   si   no   fue   precisa  experimentalmente  ayudo  a  mejorar  la  compresión  de  distintos  conceptos.     Bibliografía   Raymond  Chang  (2008),  Fisicoquímica,  Mc  Graw  Hill     Thomas  Engel  &  Philip  Reed  (2006),  Química  Física,  Editorial  Pearson                

Los  Datos  obtenidos  por  los  demás  equipos  se  enlistan  en  la  siguiente  tabla.    

0.25 m -1 -2.2 -1.4 -1.6 -1.1 -0.7 -2.6 -1.4 -0.8 -1.3 -1.7

0.5 m -1.4 -1.4 -1.4 -3.5 -1.4 -2.1 -1.4 -2.4 -1.4 -2.1 -1

0.75 m -2.1 -3.1 -1.8 -1.7 -1.9 -3.2 -2.1 -7.1 -3.6 -3.2 -1.9

1.0 m -2.4 -3.4 -3.6 -2.8 -2.6 -3.6 -2.4 -7.5 -3.3 -4 -2.9

Pfus H2O -0.4 -0.5 -0.4 -0.5

6

Soluto Urea NaCl Urea NaCl Urea NaCl Urea NaCl Urea NaCl Dextrosa

7

CaCl2 Dextrosa

-0.8

-4.4 -1.4

-5.8 -3.6

-3.3

-0.3

 

8

CaCl2 Dextrosa

-1.3 -

-2.1 -

-3.2 -

-4 -

-

 

9

CaCl2 Dextrosa

-0.9

-1.4

-2.4

-2.6

-0.3

 

10

CaCl2 Dextrosa

-2.6

-2.1

-1.7

-1

-0.3

CaCl2

-1.9

-3.6

-4.5

-5.9

-

 

Equipo 1

 

2

 

3

 

4

 

5

     

   

-0.3 -0.4