Universidad de Puerto Rico Recinto de Río Piedras Facultad de Ciencias Naturales Departamento de Química
Informe 1: Propiedades Pr opiedades Coligativas
Micael !" #apetina $%1&1'&''(( QUIM '%%) * +ecci,n 11' Prof" -ett. /el02ue
2
Índice 34tracto555555555555555555555555555""'
Introducci,n5555555555555555555555555"""'&6
Procedimiento e4perimental5555555555555555555""6&7
Datos ta8ulados9 gr0ficas9 c,mputos55555555555555557&1%
Discusi,n5555555555555555555555555511
Conclusi,n55555555555555555555555555"11&1)
Referencias555555555555555555555555551'
3
Extracto 3n este e4perimento se determin, el punto de congelaci,n de varias soluciones: agua destilada9 un no&electrolito desconocido . un electrolito desconocido" +e o8serv, 2ue el agua destilada tuvo un punto de congelaci,n de −0.1 ± 0.01 ° C " Con el punto de congelaci,n de la soluci,n acuosa del no&electrolito9 2ue fue la cual fue
186 g
−0.7 ± 0.01 ° C 9 se logr, determinar la masa molar
/ mol . con esto se identific, el desconocido 2ue fue glucosa" Para la ltima
parte de este e4perimento se determin, el punto de congelaci,n para la soluci,n acuosa de un electrolito desconocido9 2ue fue
−0.3 ± 0.01 ° C " Con esta se determin, el descenso en el
punto de congelaci,n entre la primera soluci,n; de NaCl< . la ltima soluci,n; de electrolito desconocido< . con esto se determin, el factor de /an=t >off ;i< lo cual fue
1.08 ± 0.1
" Con el
este valor se determin, la identidad del electrolito 2ue fue MgSO4 ;sulfato de magnesio<"
Introducción 3ste e4perimento se 8as, en determinar el punto de congelaci,n de distintas sustancias . luego utiliar la masa molar . el factor de /an=t >off para identificarlas" 3ste e4perimento se dividi, en tres partes" Primero se determin, el punto de congelaci,n del agua" #uego se determin, el punto de congelaci,n a una soluci,n de un no&electrolito . se identific, el no& electrolito utiliando su masa molar" Un no&electrolito es a2uella sustancia 2ue no se disocia en presencia de agua" #a masa molar se define como el peso por mol de un compuesto o elemento ;g?mol<" #a tercera . ltima parte del e4perimento se const, de la determinaci,n del punto de congelaci,n de una soluci,n de un electrolito con molalidad dada e identificar el electrolito utiliando el factor de /an=t >off" #a molalidad se define como: ;moles de soluto? @g del
4 solvente<" Un electrolito es una sustancia 2ue se disocia parcial o completamente en agua" 3l factor de /an=t >off ;i< es la cantidad de partículas 2ue se forman cuando la sustancia se disocia" Cuando la sustancia es un no&electrolito9 el valor de i va a ser 1" Cuando la sustancia es un electrolito el valor de i va a depender de cuantas partículas se forman al disociarse en agua" #as propiedades coligativas son a2uellas propiedades de una soluci,n 2ue dependen netamente de la concentraci,n de sus componentes . no de sus identidades" #as propiedades coligativas son: disminuci,n en la presi,n de vap or9 disminuci,n en el punto de congelaci,n9 aumento en el punto de e8ullici,n . la presi,n osm,tica" Cuando disminu.e la presi,n de vapor se refiere a 2ue a. menos partículas cocando con las paredes en estado gaseoso de las 2ue se supone 2ue a.an" #a disminuci,n en el punto de congelaci,n se da .a 2ue en soluci,n a. mas partículas de cuando esta el solvento solo9 por lo tanto al enfriarlo a. mas partículas 2ue se 2uieren enfriar por la cual se necesita muca mas li8eraci,n de energía para llevar esa soluci,n de estado lí2uido a estado s,lido" 3l aumento en el punto de e8ullici,n se da .a 2ue a. mas partículas presentes9 la distri8uci,n del calor aplicado estar0 mas dispersa . se necesitar0 mas energía para llevar la soluci,n de lí2uido a gas" #a presi,n osm,tica se define como la fuera 2ue eAercen los solutos para atraer el agua en presencia de una mem8rana semi&permea8le" 3stas propiedades coligativas pueden verse afectadas si el soluto 2ue esta en la soluci,n es vol0til o no" /olatilidad se define como capacidad para evaporarse" +oluto la sustancia 2ue esta en menor cantidad . el disolvente es el 2ue esta en ma.or cantidad" 3n este e4perimento se dio Bnfasis a la disminuci,n en el punto de congelaci,n al tener un soluto no vol0til en soluci,n" Para este e4perimento se utili, el Measure Net el cual da algo importante: la curva de enfriamiento" Una curva de enfriamiento se define como el descenso de la temperatura de una sustancia travBs del tiempo" 3l punto de congelaci,n de una sustancia se puede o8servar en una curva de enfriamiento cuando la curva este constante en la temperatura . este se define como: es el punto en el 2ue una sustancia lí2uida pasa a ser s,lida" 3l cam8io en el punto de congelaci,n puede ser medido con las siguientes f,rmulas:
∆ Tc =iKc∙m
Donde: ∆ c es el cam8io en la temperatura de congelaci,n
c es la constante criosc,pica; varía con cada sustancia<
5 m es la molalidad i es el factor de /an=t >off
∆ Tc =T ° c −Tc Donde: ∆ c es el cam8io en la temperatura de congelaci,n
° c es la temperatura de congelaci,n de la sustancia pura c es la temperatura de congelaci,n de la soluci,n 3n este e4perimento los datos ser0n presentados en forma de ta8las . gr0ficas"
Procedimiento experimental odos los instrumentos mencionados a continuaci,n fueron limpiados . secados antes de ser utiliados" +e prepar, un 8aEo de ielo con apro4imadamente )%% m# de agua en un vaso de 7%% m#" ! ese 8aEo de ielo se le aEadi, NaCl;sal de mesa< para 2ue se diera el efecto de una de las propiedades coligativas 2ue es la disminuci,n en el punto de congelaci,n . se agit, la soluci,n" +e le aEadi, sal NaCl asta 2ue la soluci,n estuviese a & GC" +e tom, para la primera parte de este e4perimento se utili, un tu8o de ignici,n . al cual se le virti, apro4imadamente de 16 a )% m# de agua destilada" #uego se le tom, el peso al agua destilida la cual fue" +e encendi, la unidad del HMeasure Net para tener una gr0fica del punto de congelaci,n del agua destilada" +e coloc, el sensor del Measure Net . un alam8re para agitar el lí2uido dentro del tu8o de ignici,n con agua destilada" 3l tu8o de ignici,n se aguant, con una grapa para 2ue se pudiese agitar el lí2uido sin 2ue se regar0 nada" +e coloc, el tu8o de ignici,n dentro del 8aEo de ielo . se asegur, 2ue todo el lí2uido en el tu8o de ignici,n estuviese sumergido en el 8aE," +e presion, H+tart para 2ue la unidad del Measure Net comenara a recolectar los datos del cam8io en temperatura" +e not, en la curva de enfriamiento 2ue provee el Measure Net 2ue la temperatura del agua destilada dentro del tu8o de ignici,n permaneci, contante por apro4imadamente '% segundos"
6 Para la segunda parte de este e4perimento tuvo como fin identificar un desconocido . se utili, la masa molar para allar el desconocido" Primero se tom, una muestra de un compuesto no&electrolito; desconocido I<" #uego se le aEadi, apro4imadamente de 16 a )% m# de agua destilada" +e le aEadi, al tu8o de ignici,n el desconocido para formar una soluci,n" +e asegur, 2ue el 8aEo de ielo estuviese a & GC" +e tom, la temperatura a la soluci,n antes de continuar 2ue fue
20.8 ± 0. 1 °C
" +e coloc, el sensor del Measure Net dentro del tu8o de ignici,n . este
se coloc, en el 8aEo de ielo" +e tomaron los datos . la curva de enfriamiento indic, 2ue el punto de congelaci,n para esta soluci,n fue
−0.0 ± 0.01 ° C " #uego de tener el punto de
congelaci,n se calcul, la masa molar del desconocido para poder identificarlo la cual fue 186 g
/ mol . se identific, el no&electrolito como glucosa" #a tercera parte de este e4perimento tuvo como fin determinar el factor de /an=t >off
para identificar el desconocido" Primeramente se o8tuvo una muestra de una soluci,n de un compuesto electrolito;desconocido !9 %"1%%m< de apro4imadamente de 16 a )% m# en un tu8o de ignici,n previamente pesado" +e asegur, 2ue el 8aEo de ielo estuviese a & GC . tom, la temperatura a la soluci,n antes de continuar 2ue fue
18.1 ± 0. 1 ° C
" +e coloc, en el tu8o de
ignici,n el sensor del Measure Net . este se coloc, en el 8aEo de ielo" +e o8serv, la curva de enfriamiento para esta soluci,n . se identific, el punto de congelaci,n de la misma 2ue fue
−0.3 ± 0.01 ° C " #uego se utili, la f,rmula para determinar el factor de /an=t >off ;i< lo cual fue
1.08 ± 0.1
" +e identific, el desconocido como MgSO4 ;sulfato de magnesio<"
Datos tabulados Tabla #1:
Masa No electrolito
Solución No electrolito
Masa agua
1.05 ± 0.01 g
16
±1 g
7
Solución Electrolito Concentraci,n de soluci,n electrolito
"1%%m
Tabla #2: Temperaturas de Soluciones Agua Pura Tiempo
Solución. No Electrolito
Solución. Electrolito
Temperatur a
Tiempo
Temperatur a
Tiempo
Temperatur a
0
20.8
0
22.0
0
18.1
15
17.1
15
18.3
15
14.6
30
14.1
30
14.4
30
10.6
45
10.6
45
11.8
45
8.6
60
8.3
60
.6
60
6.5
75
6.3
75
7.8
75
4.8
0
4.6
0
6.5
0
3.5
105
3.3
105
5.2
105
2.2
120
2.2
120
4.3
120
1.1
135
1.2
135
3.3
135
!0.3
150
0.4
150
2.6
150
!0.3
165
!0.1
165
1.
165
!1.0
180
!0.7
180
1.3
180
!1.7
15
!1.2
15
0.6
15
!2.3
210
!1.7
210
0.2
210
!2.7
225
!2.1
225
!0.2
225
!3.1
240
!2.5
240
!0.7
240
!3.3
255
!2.8
255
!1.1
255
!3.6
270
!0.0
270
!1.5
270
!3.8
285
!
285
!1.8
285
!4.0
300
!
300
!2.1
300
!4.1
315
!
315
!2.6
315
!4.2
330
!
330
!1.3
330
!4.3
8 345
!
345
!0.7
345
!4.4
360
!
360
!0.7
360
!4.5
375
!
375
!0.7
375
!4.6
30
!
30
!
30
!4.6
405
!
405
!
405
!4.6
420
!
420
!
420
!
435
!
435
!
435
!
450
!
450
!
450
!
465
!
465
!
465
!
480
!
480
!
480
!
45
!
40
!
45
!
510
!
510
!
510
!
Graicas Punto "e #ongelación "el Agua $%#& en 'unción "el tiempo 22 17 12 Temperatura °C
7 2 0 !3
50
100
150
200
Tiempo (s)
250
300
350
Punto "e #ongelación %# "e un no electrolito en 'unción "el tiempo 27 22 17 Teperatura °C 12
7 2 !30
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Tiempo (s)
Punto "e congelación %# "e un electrolitro en 'unción "el tiempo 24 1 14 Temperatura °C
4 !10
50
100 150 200 250 300 350 400 450 500
!6 Tiempo (s)
!"lculos 1" C0lculo para la masa molar:
MM =iKf (
gsoluto ) (∆ Tc )( Kg disolvente )
10 0. 015 Kgdisolvente
(0.75 )(¿) 1.05 g soluto
¿
MM =( 1)( 1.86
℃
mol
)¿
MM =186 g / m ol )" Factor de /an=t >off ∆Tc i= ( Kc ) ( m)
i=
((−0.1 ° C )−(−0.3 ° C )) ( 1.86 ) ( 0.10 0 )
i =1.08
'" Por ciento de error de masa molar
¿(masa molar teórico −masa molar experimental)∨ J3rror MMK
J3rror MMK
¿
|
180.15 g
mol
−
186 g
mol
180.15 g
|(
100
)
mol
J3rror MMK
3.24
" Por ciento de error del factor de /an=t >off ;i<
¿ masamolarreal
( 100)
11
¿( valorteórico−valor experimental )∨ J3rror iK
¿
|1.9−1.08| J3rror iK J3rror iK
1.9 44
¿ valorreal
(100 )
( 100)
J
Discusión 3ste e4perimento tuvo como prop,sito determinar el punto de congelaci,n de varias sustancias9 la masa molar de una soluci,n de un no&electrolito desconocido . el factor de /an=t >off para una soluci,n de un electrolito" 3l punto de congelaci,n para el agua destilada fue
−0.1 ± 0.01 ° C 9 para la soluci,n del no&electrolito fue −0.7 ± 0.01 ° C . para la soluci,n de un electrolito fue
−0.3 ± 0.01 °C " 3stas medidas tuvieron una fuente de error .a 2ue la
preparaci,n de los 8aEos de agua fueron err,neos9 . esto causo 2 ue los resultados e4perimentales se desviaran un poco de los resultados 2ue se espera8an o8tener "#a masa molar fue 186 g
/ mol
de lo cual se conclu., 2ue u8o un por ciento de error de
3.24
" 3sto pudo
de8erse a dos factores: la mala identificaci,n del recipiente del compuesto o la contaminaci,n del mismo" Mucas de las veces 2ue se usan distintos compuestos9 se 2uedan destapados . al estar así se contaminan . pierden sus propiedades" 3l factor de /an=t >off 2ue se determin, para el electrolito fue para la soluci,n de un electrolito desconocido9 cual dico valor fue
1.08
. se
identific, como MgSO4 ;sulfato de magnesio< el cual tiene un factor de /an=t >off de 1"L" +e calcul, el porciento de error . se o8tuvo 2ue fue
44
J" 3sto se pudo de8er a la contaminaci,n
del compuesto deAando el envase destapado . tam8iBn pudo ser una mala identificaci,n en el recipiente del compuesto" +e pudo o8servar 2ue la soluci,n de un no&electrolito tuvo ma.or descenso en el punto de congelaci,n 2ue la soluci,n del electrolito9 por lo cual el no&electrolito
12 demostr, con ma.or intensidad la propiedad coligativa" +e logr, el fin del e4perimento pero no con tanta precisi,n como se 2uería"
!onclusión 3n este e4perimento se determin, el punto de congelaci,n de distintas soluciones: agua destilada9 de un no&electrolito . de un electrolito" 3l punto de congelaci,n de el agua fue
−0.1 ± 0.01 ° C 9 el punto de congelaci,n del no&electrolito fue −0.7 ± 0.01 ° C . el del electrolito fue
−0.3 ± 0.01 ° C " 3l punto de congelaci,n de un electrolito normalmente se
espera 2ue sea menor 2ue el de un no&electrolito pero en este e4perimento se dio lo contrario9 el punto de congelaci,n del electrolito fue ma.or 2ue el del no&electrolito" +e utili, la masa molar para identificar el no&electrolito el cual fue glucosa . se determin, el factor de /an=t >off para identificar al electrolito el cual fue MgSO4 ;sulfato de magnesio<" 3l conocer las propiedades coligativas a.ud, al 2ue el e4perimento tuviera una 8uena eAecuci,n . entendimiento del e4perimento"
Referencias 1"
!rce9 " -etancourt9 R" Motta9 N" !pBndice D" #a8oratorio de Química Oeneral" Ouillermo 3" Mora O"9 C"D" McOra&>ill: Colonia !tlampa9 MB4ico9 )%%1 p0gs"" Propiedades Coligativas ;+uministrado<
13 )"
+il8er8erg9 M" +" Cemistr. Nemmers9 D" Oood&>odge9 " e Molecular Nature of Matter and Cange ;Fit 3dition< imp9 "D" McOra&>ill >iger 3ducation: N9 )%%L"
