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Soluciones Reales e Ideales Ing. Jessica Criollo

Universidad de Cuenca, Facultad de Ciencias Químicas, Carrera de Ingeniería Ambiental Asignatura: Físico Químico, Cuenca – Ecuador, Fecha de entrega: 04-10- 2016 1. Presentación de la práctica En esta práctica se observa el comportamiento de las diferentes soluciones, para determinar si son reales o ideales y establecer diferencias entre las mismas. Para esto se prepara cuatro soluciones distintas usando como disolvente agua destila y como solutos: hidróxido de sodio, cloruro de amonio, Etanol y cloruro de sodio. Además se registra parámetros como la temperatura y volumen al incorporar los solutos. 2. Requisitos, precauciones y evaluación Requisitos Lecturas recomendadas: -Fisicoquímica, I. N. Levine, Editorial Mc Graw Hill. (1) pág 319-322, () pág 342-347. -Samuel H Maro, Carf F Prutton (2002) .Fundamentos de Fisicoquímica .México: editorial Limusa, S.A (1) pág 269-272, (2) pág 278 Precauciones 

Se debe tomar en cuenta las normas de seguridad dentro del laboratorio, como el uso del mandil, llevar recogido el cabello, disponer de libros y cuadernos que sean necesario, entre otros.



Para manipular el cloruro de sodio se debe tomar en cuenta que causa irritación leve a la piel y ojos, en caso de ingesta provoca diarrea, vómito y problemas de tensión sanguínea.



El cloruro de amonio si se inhala produce dolor de garganta, por ello se requiere de una buena ventilación; además produce enrojecimiento e irritación de la piel, ojos y tracto digestivo.



Para el uso del etanol se debe tener muy en cuenta la hoja de seguridad, ya que es una sustancia muy inflamable, su inhalación puede provocar irritación a la nariz y garganta; y su ingestión provoca sensación de quemadura.



El hidróxido de sodio no es inflamable, pero puede provocar fuego si se pone en contacto con combustibles. Es irritable para los tejidos.



Tomar en cuenta que para preparar la solución con etanol, es necesario medir su volumen con una buretra para mayor exactitud.

Estudiante de quinto ciclo de la Carrera de Ingeniería Ambiental, correo electrónico: [email protected] Ing. Jessica Criollo profesora de la Carrera de Ingeniería Ambiental, correo electrónico: [email protected]

Evaluaciones Los conocimientos que se deben dominar en esta práctica son: Comportamiento de las soluciones reales e ideales y entalpia. 3. Objetivos

 Observar el comportamiento de las diferentes soluciones.  Determinar cuál de las cuatro soluciones son reales o tienen comportamiento ideal, mediante la variación de temperatura y análisis de resultados. 4. Equipos, instrumentos y reactivos Tabla 1. Tabla de reactivos, materiales y equipos

Reactivos Hidróxido de sodio (NaOH) Cloruro de amonio ( NH4Cl) Etanol (C2H5OH) Cloruro de sodio ( NaCl)

Materiales Vaso de precipitación Buretra

Equipos Balanza analítica

Luna de reloj Espátula Pipeta Varilla de agitación Termómetro

5. Exposición Solución: Es una mezcla homogénea de dos o más sustancias en donde cada una de sus partes tiene las mismas propiedades físicas y químicas. La mezcla se da en una sola fase las cuales pueden ser sólida, liquida o gaseosa, las cuales no se pueden separar mediante métodos físicos. Soluto y solvente: El soluto es el componente que se encuentra en menor cantidad y es el que se disuelve. El soluto puede ser sólido, líquido o gas. El solvente es aquel componente que se encuentra en mayor cantidad y es el medio que disuelve al soluto. Solución ideal y real: Las soluciones ideales son aquellas soluciones en las que las moléculas de las distintas especies son tan similares unas a otras, es decir la naturaleza del soluto y del solvente son muy parecidas de manera que las moléculas de un componente pueden sustituir a las moléculas del otro componente de la disolución, sin que se dé una alteración en su estructura espacial. En este tipo de soluciones 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; estas obedecen a la ley de Raoult. Las soluciones reales son aquellas que las moléculas no son semejantes unas a otras, y cuando se forma una disolución existe cambio en la distribución espacial de las moléculas, dándose transferencia de energía por la interacción de sus partículas y cuando la atracción entre moléculas del soluto y del solvente es mayor existe una deviación negativa, cuando la atracción entre moléculas del soluto y del solvente es menor existe una deviación positiva. Entalpia: Es la cantidad de energía calorífica de una sustancia, que absorbe o se libera cuando ocurre una transformación. En una reacción química, si la entalpía de los productos es menor que la de los Estudiante de quinto ciclo de la Carrera de Ingeniería Ambiental, correo electrónico: [email protected] Ing. Jessica Criollo profesora de la Carrera de Ingeniería Ambiental, correo electrónico: [email protected]

reactantes se libera calor y decimos que es una reacción exotérmica. Si la entalpía de los productos es mayor que la de los reactantes se toma calor del medio y decimos que es una reacción endotérmica. 6. Proceso y procedimiento 6.1 Proceso

Figura 1. Proceso para la determinación de las soluciones (reales o ideales)

6.2 Procedimiento 6.2.1 Preparación de las materiales y equipos:  

Encendemos la balanza eléctrica unos minutos antes de iniciar la práctica. Alistamos cada uno de los materiales y reactivos a usarse. Figura 1

Figura 1. Materiales

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6.2.2 Prepara las soluciones y registrar datos 

Medimos 20 cc de agua destilada en una probeta, y vertimos en el vaso de precipitación. Figura 2

Figura 2. Medición del volumen



Tomamos la temperatura (T1) del agua destilada. Figura 3



Colocamos 3gr de soluto en la luna de reloj y pesamos en la balanza electrónica. Figura 4

Figura 3. Toma de temperatura de Agua destilada

Figura 4. Pesado del soluto

   

En el caso del soluto líquido medimos 20cc con una buretra. Con la varilla de vidrio homogenizamos la mezclamos del soluto y solvente. Tomamos inmediatamente la temperatura de la solución ( T2) para registrar el cambio. En el caso del etanol verificamos el volumen.

Luego de las mediciones registradas tras la preparación de cada una de las disoluciones se obtuvo los siguientes datos, registrados en la Tabla 2:

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Temperatura

T1 H2O (0C)

T2 Solución (0C)

NH4Cl

21.8

17.5

NaOH

21.9

38.3

NaCl

20.4

21

C2H5OH

20.9

26.4

Volumen

V1

V2

40 cc

38 cc

H2O + C2H5OH Tabla 2. Tabla de

mediciones

Cálculos: ∆T=T2-T1 ∆V=V2-V1 Temperatura

T2-T1

∆T (0C)

NH4Cl

17.5 -21.8

-4.3

NaOH

38.3 - 21.9

16.4

NaCl

21 - 20.4

0.6

C2H5OH

26.4 - 20.9

5,5

Tabla 3.

∆V

2 cc Tabla de

resultados

7. Resultados y/o discusión 7.1 Resultados Los resultados obtenidos fueron los siguientes, la variación de la temperatura en las soluciones de hidróxido de sodio y etanol fueron mayores que la variación de las soluciones con cloruro de sodio y cloruro de amonio; por lo que se puede apreciar que son soluciones reales ya que existe una variación en la entalpia. La variación de volumen se dio solo en la solución de etanol con agua. 7.2 Discusión En la reacción de hidróxido de sodio con agua destilada, se puede apreciar un aumento de temperatura es decir que libera calor, de igual manera con el etanol, lo que significa que existe cambio en la distribución espacial y existe interacción entre moléculas, para el caso de estos compuestos su entalpia será negativa ya que son exotérmicas; para el caso del cloruro de amonio su entalpia será positiva, debido a que su variación es negativa, siendo esta una reacción endotérmica. En el caso de la solución que tiene como soluto el etanol, se presenció una disminución del volumen Estudiante de quinto ciclo de la Carrera de Ingeniería Ambiental, correo electrónico: [email protected] Ing. Jessica Criollo profesora de la Carrera de Ingeniería Ambiental, correo electrónico: [email protected]

esto es debido a que tanto el agua como el etanol tienen estructuras muy similares, entonces debido a las fuerzas intermoleculares se atraen y forman puentes de hidrógeno, es la razón por la cual disminuye el volumen. 8. Conclusiones y recomendaciones Conclusione s  Como se pudo apreciar en los resultados la variación de temperatura se da de un soluto a otro, teniendo en común el mismo solvente, lo que nos permite interpretar los distintos comportamientos que presentan las soluciones y verificar de una manera fácil y rápida una solución real de una ideal. 

En el comportamiento del etanol con el solvente que es el agua, se apreció claramente la disminución del volumen luego de la reacción lo cual nos da a conocer que son soluciones no aditivas y tiene un comportamiento real.



La entalpia es una propiedad térmica que está directamente relacionada con el incremento o disminución de temperatura debido a las reacciones que se producen ocasionadas por las fuerzas intermoleculares, ayudando a la determinación de la solución con la que se está trabajando.

Recomendacione s  

Verificar la calibración de la balanza eléctrica para un mejor registro de datos. Al momento de preparar la solución incorporar bien todo el material para evitar pérdidas y así tener una lecturas de datos erróneos.

Referencias 1. Levine, I. N. (2004). Fisicoquímica, 5 a edición, Volumen 1, 485-489. 2. Samuel H Maro, Carf F Prutton (2002) .Fundamentos de Fisicoquímica .México: editorial Limusa, S.A 3. Moore, W. J. (1976). Físico-química. In Físico-química. Edgard Blucher. Hoja de seguridad [en línea]. [Consultado el 1 de Octubre de 2016]. Disponible en: http://www.gtm.net/images/industrial/c/CLORURO%20DE%20SODIO.pdf , http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/FISQ/Ficheros/100 1a1100/nspn1051.pdf

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