PRACTICA 5 PROPIEDADES COLIGATIVAS INTRODUCCION Se pueden observar las propiedades coligativas que se observa los cambios de temperatura y de ebullición en un tiempo desconocido en una solución de un solvente o de una concentración molar diferente. Se comprobó las propiedades coligativas conocida como el aumento en la temperatura de ebullición; adicional un soluto no valido y molecular a un solvente.
RESUMEN En la práctica número cinco se verifica experimentalmente una de las propiedades coligativas de las soluciones, el aumento en la temperatura de ebullición (aumento ebulloscópico) y determinarán la masa molar del soluto a partir de los datos recolectados durante la práctica.
MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS Balón de fondo plano de 100 ml Pipeta volumétrica de 1 ml Matraz aforado de 100 ml Balanza digital Termómetro electrónico Espátula Baker de 100 ml Cronometro
METODOLOGIA Realice los respectivos cálculos para la preparación de 4 soluciones acuosas de sacarosa con las siguientes concentraciones y volúmenes. Peso atómico de C 12H12O11 (sacarosa): 342g Solución 1: 0,2 m y 100 ml Solución 2: 0,4 m y 100 ml Solución 3: 0,6 m y 100 ml Solución 4: 0,8 m y 100 ml Solución 5: 1,0 m y 100 ml Solución 1: 342g C12 H22 O11 g * 0,2 mol * 1 L * 100 ml = 6,84g 1Mol C12 H22 O11 L s/n 1000 ml Solución 2: 342g C12 H22 O11 g * 0,4 mol * 1 L * 100 ml = 13.68g 1Mol C12 H22 O11 L s/n 1000 ml Solución 3: 342g C12 H22 O11 g * 0,6 mol * 1 L * 100 ml = 20.52g 1 Mol C12 H22 O11 L s/n 1000 ml Solución 4: 342g C12 H22 O11 g * 0,8 mol * 1 L * 100 ml = 27.36g 1 Mol C12 H22 O11 L s/n 1000 ml
Solución 5:
342g C12 H22 O11 g * 1,0 mol * 1 L * 100 ml = 34.2g 1Mol C12 H22 O11 L s/n 1000 ml Registre los datos generados en la experiencia en tablas como las siguientes: Tabla 5. Resultados 5. Resultados experimentales práctica 5
A Tiempo (s)
Temperatura agua (°c)
0
23 °c
Temperatura solución aguasacarosa (°c) 23 °c
1:05
50 °c
50 °c
3
70 °c
70 °c
5:26
82 °c
82 °c
B Concentración W (g) molar sacarosas
Tiempo total en llegar a ebullición (s)
Temperatura ebullición (°c)
0
0
5:26
82 °c
0,2
6,86g
6:00
83 °c
0,4
13,73g
7:00
93 °c
0,6
20,52g
6:20:06
93 °c
0,8
27,36g
7:32:09
92 °c
1,0 Cálculos I determinar la masa molar de la sacarosa En primera instancia se mide el punto de ebullición del solvente (agua) puro. Luego, se disuelve una determinada masa de sacarosa en una determinada cantidad de agua. Experimentalmente se mide el punto de ebullición de la solución formada. Sabiendo que la constante ebulloscópica del agua Ke es 0.52°C/m, a partir del valor experimental hallado para ∆Se te calculará m (molalidad). Por definición, molalidad es: m= moles de soluto/ kg de solvente. g2 = masa de soluto (sacarosa) g1 = masa de solvente (agua) m2 = masa molar de soluto (sacarosa) Masa de agua (g1)= 18g Masa de sacarosa (g2)= 342g Temperatura de ebullición del agua (T°e)= 23° Temperatura de ebullición de la solución (Te)= 93°
Molalidad de la solución m: (∆T e/K (∆T e/K e)= 134.6 Masa molar de la sacarosa: 1000* g2/m* g1= 141.3g
II graficas Grafica las curvas del calentamiento del agua y de la solución (temperatura vs tiempo). T (eje y), t (eje x) las dos curvas en la misma gráfica utilizando diferente color.
Tiempo total en llegar a ebullición
Temperatura ebullición (°c)
326
82
360
83
380
93
420
93
452
92
SOLUCIÓN 94 92 90 88 86 Series1
84 82 80 78 76 326
temperatura agua (°c)
tiempo (s)
AGUA
360
0
23
65
50
120
70
326
82
380
420
452
90 80 70 60 50 Series1
40 30 20 10 0 0
65
120
326
2. Grafique Temperatura de ebullición en ºC vs Concentración de la solución en M.
Concentración Temperatura ebullición Molar (°c) 0
82
0.2
83
0.4
93
0.6
93
0.8
92
94 92 90 88 86 84 82 80 78 76 0
0.2
0.4
0.6
0.8
3. Grafique ΔTemperatura de ebullición en oC v s Concentración de la solución en M.
Δtemperatura
concentracion de ebullicion molar 0
60
0,2
61
0.4
71
0.6
71
0.8
70
72 70 68 66 64 62 60 58 56 54 0
0,2
0.4
0.6
4. Tiempo en segundos vs Concentración de la solución en M.
Concentración Molar
Tiempo total en llegar a ebullición
0
326
0.2
360
0.4
420
0.6
380
0.8
452
0.8
500 450 400 350 300 250
Series1
200 150 100 50 0 0
0.2
0.4
0.6
0.8
ANÁLISIS DE RESULTADOS Analizar los resultados obtenidos, haciendo observaciones de los diferentes pasos realizados, de los cálculos, de las gráficas y de comparación con los datos teóricos.
PREGUNTAS 1. Mencionar otro método similar al empleado en la práctica que permita determinar la masa molar de un soluto en solución diluida. Ampliar y explicar. Respuesta: en conversión de gramos a mol Con la formula n=m/pm n= mol m= masa (g) pm= peso molecular (g/mol) Ejemplo Cuantas moles hay en 30g de H2SO4 pm= (H2SO4) = 98g/mol n= (30g)/ (98g/mol) = 0.3 mol de H2SO4
2. Resolver el siguiente ejercicio Cuando se disuelve 15,0 g de etanol (CH3CH2OH) en 750 g de ácido fórmico, el punto de congelamiento de la solución es 7,20°C. Sabiendo que el punto de congelamiento del ácido fórmico es 8,40°C, calcular Kc para el ácido fórmico. Rta: 2,76 °C/m m= moles de soluto/Kg de solución Kg solución= 750gr * 1kh/1000gr kg solución= 0.75 masa molar del etanol 46.07g/mol M= moles de soluto/ kg de solución m= 0.3256/0.75 m= 0.4341 ΔTf= kf*m
ΔTf solvente - ΔTf solución = Kf *m *m 8.4 -7.2= Kf * 0.4.341 Kf= 2.7643ºC kg/mol
3. Resolver el siguiente ejercicio. ¿Cuál es el punto de ebullición normal de una solución de sacarosa C12H22O11, 1,25 m sabiendo que Ke del agua pura es 0,512 °C/mol? Rta: 100,64°C ΔTsolvente - ΔTsolución = Kb * m ΔTsolvente -100 = 0.512*1.25 ΔTsolvente = 100.64ºC/m
4. Resolver el siguiente ejercicio. Calcular la masa molecular de un soluto desconocido, a partir de los siguientes datos: - Solución que contiene 0.85 g de un soluto desconocido en 100 g de Benceno. - Punto de solidificación de la anterior solución = 5.16ºC - Punto de fusión del benceno puro= 5.5ºC - Constante Crioscópica del benceno = 5.12ºC-Kg/mol Rta: 128.8g/mol
ΔTf= Tºf-Tf ΔTf= 55ºC-5.16ªC =0.34 M= 0.34ºC/5.12ºC Kg/mol 0.066Kg / mol Moles de soluto= (m) * (Kg de disolvente) Moles de soluto= 0.066*0.1 kg = 66Kg/mol Mm soluto= g de soluto/ moles de soluto Mm soluto= 0.85g/66Kg/mol= 0.1288g/kg /mol 1g= 0.1288g/Kg /mol / 0.001Kg = 128.8g/mol
Conclusiones Comprendimos las diferentes formas de expresar las concentraciones y cómo calcularlas. Comprobamos la propiedad coligativa conocida como descenso crioscópico, que es: al adicionar un soluto no volátil a un solvente, su temperatura de congelación, disminuye.
