INTRODUCCIÓN
En el presente informe que se consolido mediante el experimento de laboratorio se llegara a determinar de como la solubilidad está en función de la temperatura mediante el cual se tomaran conceptos básicos que influyen como la molalidad del soluto que se nos presenta en unidades de moles de soluto sobre kilogramos de solvente; la función dependerá del cambio de entropía estándar multiplicado por la inversa de la diferencia de temperaturas.
1
FUNDAMENTO TEÓRICO
Cuando un soluto difícilmente soluble, se agita con agua hasta que la solución se sature, el equilibrio establecido entre la fase sólida y el soluto en la solución está dada por: AB(s) ↔ AB(aq)
Para este proceso, la constante de equilibrio es:
……………………………. (1)
En la ecuación (1), aAB(s) = 1 por convención. Esta constante de equilibrio, se denomina constante de producto de solubilidad o simplemente producto de solubilidad. La actividad aAB(s) se relaciona con la molalidad del soluto mediante el coeficiente de actividad γ como una función de la temperatura, la presión y la composición. El coeficiente de actividad γ, se aproxima a la unidad a medida que la molalidad m sea aproxima a cero. Luego, la ecuación 1 se transforma en: K = γs m*s
…………………………. (2)
La variación de K con la temperatura a presión constante, viene dada por:
( ) …………………………… . (3)
Donde: ∆Hº: es el cambio estándar de entalpia para el proceso de solución.
La variación de K implica por tanto un cambio de m* s y γs.
2
Tomando logaritmos a la ecuación (2), multiplicado y dividiendo la expresión por
, se obtiene:
[() ] …………………(4)
Donde: ∆HºDS: es el calor diferencial de la solución cuando está saturada a la T y P
dadas. Para los casos en los cuales, el coeficiente de actividad, para el soluto, solo cambia ligeramente con la concentración en la vecindada de la saturación. El término entre corchetes que va a la izquierda de la ecuación (4) se convierte en la unidad, por lo que:
Integrando esta expresión se tiene:
() Podemos escribir también:
( ) En la cual se considera a ∆Hº DS como independiente de la temperatura, lo cual
es válido generalmente para solutos no electrolitos.
3
DETALLES EXPERIMENTALES
MATERIALES Y REACTIVOS: Materiales:
Seis Erlenmeyer de 125 ml y uno de 250 ml
Un tubo de prueba mediano y otro tubo de diámetro grande
Chaqueta de calentamiento
Un agitador metálico
Un termómetro de 0-50ºC
Una bureta de10 ml
Pipetas aforadas de 10 ml
Pequeños tubos de jebe
Algodón
Una probeta de25 ml
Reactivos:
Acido benzoico, agua destilada, solución de NaOH= 01N, indicador de fenolftaleína.
PROCEDIMIENTO:
a) Lave y seque en la estufa todo el material de vidrio. b) En el Erlenmeyer de 250 ml, limpio y seco, coloque 0.75 gramos de ácido de ácido benzoico y adicione 10 ml de agua destilada. c) En un baño de temperatura de aproximadamente 65ºC, introduzca el Erlenmeyer conteniendo la muestra y agua destilada. agite hasta disolución completa. d) De la solución preparada en el paso c (solución sobresaturada), mida 25 ml y coloque en el tubo de prueba. e) Arme el equipo q muestra en la figura a e introduzca en un baño de temperatura inferior a unos 2-3ºC a la temperatura a la cual se va a medir la solubilidad de la muestra (25ºC). 4
f) Mantenga la muestra en agitación por espacio de 2 a 3 minutos, siempre teniendo el equipo en el baño adecuado. Luego saque con la pipeta 2 muestras de 10 ml y viértalos dentro de Erlenmeyer limpios y secos, previamente pesados. Pese nuevamente. g) Valore las muestras de los Erlenmeyer con NaOH (previamente valorada con bilftalato ácido de potasio usando fenolftaleína como indicador. h) Repita todo el procedimiento desde el paso (d), para las temperaturas de 20, 15,10 y 0ºC.
5
CÁLCULOS Y RESULTADOS
1. Partimos de:
2. Reordenando:
∫ ∫ () ()
3. Gráficamente:
m
Donde: m: molalidad ∆Hs
= calor diferencial de solución
CÁLCULOS: 1. Peso de: H2C2O4 WM + W H2C2O4 = 220 W H2C2O4 = 220 - W M
6
W H2C2O4 = 220 – 180 = 40 PROBAMOS CON 20ºC, 25ºC, 30ºC. 2. En el punto de equivalencia de la valoración: # eq-g H2C2O4 = # eq-g NaOH # eq-g H2C2O4 = N NaOH . V NaOH # eq-g H2C2O4 = (0.5 eq-g/L)(0.100 L) # eq-g H2C2O4 = 0.05 eq-g = m H2C2O4
a 20ºC
3. Peso de solvente: W solucion = W soluto + W solvente W solucion = W H2C2O4 + W H2O 40g = W H2C2O4 + W H2O…………..α 4. Peso de H2C2O4 # eq-g H2C2O4 = W H2C2O4 /PE H2C2O4 = 0.05 eq-g W H2C2O4 = 0.05 eq-g (PE H 2C2O4) W H2C2O4 = 0.05 eq-g ((64+24+2)/1) g/eq-g W H2C2O4 = 90(0.05) g………….….β 5. Reemplazando “β” en “α” 40 g = 90(0.05) + W H 2O W H2O = 35.5 g = 0.0355 kg de H 2O
a 20ºC
6. Molalidad de H2C2O4 a 20ºC
7
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Para una buena medición de la temperatura es necesario proveernos de un termómetro que este en buenas condiciones para obtener una buena titulación.
Es necesario tener siempre el matraz a utilizar bien limpio porque la temperatura puede variar al momento de echar el ácido oxálico, esto demuestra que en nuestro experimento a medida que se bajaba la temperatura de 30 25 y 20ºC en la titulación debería bajar la cantidad de hidróxido de sodio utilizado para la titulación, pero en la tercera titulación era igual que la segunda esto se debe a algunos descuidos por parte del grupo al no secar bien el matraz.
8
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
En el presente experimento nos permitió entender sobre la solubilidad de solutos como el ácido oxálico son solubles a dichas temperaturas para ello varia la cantidad de soluto que en este caso fue le hidróxido de sodio.
La temperatura atmosférica impide el enfriamiento del ácido oxálico por lo q es necesario utilizar equipos de regulación de temperatura bien para calentamiento
o enfriamiento de la
solución a titularse.
RECOMENDACIONES
La recomendación que se hace es que en el laboratorio cada mesa de trabajo
cuente con todos los materiales y reactivos
necesarios para el experimento, para evitar así desorden y pérdida de tiempo.
Para un buen resultado de laboratorio es necesario tener los frascos bien limpios y secos porque puede influir el temperatura q deseamos para el experimento.
Al momento de la titulación no de vemos poner el matraz en la base del soporte, sino debemos mantenerlo agarrado, porque la base posiblemente este fría y así cambie nuestra temperatura requerida para la titulación.
9
BIBLIOGRAFÍA
UNASAM
manual de laboratorio. Físico-química,
facultad de ciencias.2009.
DANIELA
curso fisicoquímica experimental, pdf.
PONS MUZZO
fisicoquímica, 5ta edición, LIMA.
PALMER
química- física experimental. Edit.
Universidad de Buenos Aires, pdf.
10
APÉNDICE
11
