UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA PESQUERA Y DE ALIMENTOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
TEMA: PROPIEDADES COLIGATIVAS PROFESOR: ING. Mary Marcelo Luis CURSO: Fisicoquímico Fisicoquímico INTEGRANTES: Chuco Huaynate Huaynate Ana Cecilia
092664I
Dextre Romero Helen Evelyn
094225B
Lu
092654C
Oviedo Gutierrez Mayra Mayra Iris
092696H
Quispe Fuentes Mariela
082689I
Ya Wen
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PROPIEDADES COLIGATIVAS
INTRODUCCIÓN
Las propiedades coligativas son propiedades físicas de las soluciones que dependen del número de partículas de soluto, pero no del tipo (átomos, iones, moléculas). Se fundamentan en el cambio de la presión de vapor de un solvente al agregarle un soluto no volátil. Los estudios teóricos y experimentales han permitido establecer, que los líquidos poseen propiedades físicas características. Entre ellas cabe mencionar: la densidad, la propiedad de ebullir, congelar y evaporar, la viscosidad y la capacidad de conducir la corriente eléctrica, etc. Cada líquido presenta valores característicos (es decir, constantes) para cada una de estas propiedades. Cuando un soluto y un solvente dan origen a una solución, la presencia del soluto determina una modificación de estas propiedades con relación a su estado normal en forma aislada, es decir, líquido puro. Estas modificaciones se conocen como PROPIEDADES DE UNA SOLUCIÓN. Las propiedades de las soluciones se clasifican en dos grandes grupos: 1.- Propiedades constitutivas: son aquellas que dependen de la naturaleza de las partículas disueltas. Ejemplo: viscosidad, densidad, conductividad eléctrica, etc. 2.- Propiedades coligativas o colectivas: son aquellas que dependen del número de partículas (moléculas, átomos o iones) disueltas en una cantidad fija de solvente. Las cuales son: - descenso en la presión de vapor del solvente, - aumento del punto de ebullición, - disminución del punto de congelación, - presión osmótica. Es decir, son propiedades de las soluciones que solo dependen del número de partículas de soluto presente en la solución y no de la naturaleza de estas partículas. IMPORTANCIA DE LAS PROPIEDADES COLIGATIVAS Las propiedades coligativas tienen tanta importancia en la vida común como en las disciplinas científicas y tecnológicas, y su correcta aplicación permite: A)Separar los componentes de una solución por un método llamado destilación fraccionada. B) Formular y crear mezclas frigoríficas y anticongelantes. C) Determinar masas molares de solutos desconocidos. D)Formular sueros o soluciones fisiológicas que no provoquen desequilibrio hidrosalino en los organismos animales o que permitan corregir una anomalía del mismo. E) Formular caldos de cultivos adecuados para microorganismos específicos. F) Formular soluciones de nutrientes especiales para regadíos de vegetales en general.
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En el estudio de las propiedades coligativas se deberán tener en cuenta dos características importantes de las soluciones y los solutos. Soluciones: Es importante tener en mente que se está hablando de soluciones relativamente diluídas, es decir, disolu ciones cuyas concentraciones son ≤ 0,2 Molar,en donde teóricamente las fuerzas de atracción intermolecular entre soluto y solvente serán mínimas. Solutos: Los solutos se presentarán como: Electrolitos:disocian en solución y conducen la corriente eléctrica. No Electrolito: no disocian en solución. A su vez el soluto no electrolito puede ser volátil o no volátil. 2 Para mayor entendimiento de este capítulo describiremos las propiedades coligativas de solutos No Electrolitos y luego en un capitulo aparte serán considerados los solutos Electrolito.
OBJETIVOS
Determinar en forma experimentalmente la constante crioscópico del agua.
Determinar el porcentaje de error de la constante crioscópico en comparación con lo constante crioscópico teórica.
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Son las propiedades físicas que presentan las soluciones, y que dependen del número de partículas de soluto en una cantidad de disolventes. Estas propiedades son características para todas y cada una de las soluciones. Y se sabe que conociendo la variación experimental sufrida por una de ellas se conoce el cambio sufrido en las otras. Ellas son: a) Abatimiento o Disminución de la Tensión o Presión del Vapor: la cual es la más importante porque su variación es la que determina a las siguientes. b) Ascenso Ebulloscópico. c) Descenso Crioscópico o Disminución del Punto de Fusión. d) Osmosis. Para cada una de las cuales tenemos una fórmula matemática a) Disminución de la Presión del Vapor (∆P): Esta propiedad surge del análisis de la relación solvente/soluto de la solución en la que estemos trabajando. “Es una consecuencia de la disminución de la concentración efectiva del solvente, por la presencia de las partículas del soluto”.
Es decir, el número de partículas del solvente que pueden atravesar la superficie es menor debido a la presencia de partículas de soluto en la superficie de la solución. Lo cual físicamente lo expresamos por medio de la: Ley de Raoult: la cual nos explica que: “La disminución de la presión del vapor de la solución dividida por la presión del vapor del solvente puro, es igual a la concentración molal del soluto por una constante que es propia de cada solvente”
P1: Presión del vapor del solvente puro. P2: Presión del vapor de la solución. m: molalidad. K: constante que depende del solvente y equivale a la disminución de tensión que produce un mol de soluto en ese solvente.
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Recordar: • Esta ley es válida solo para solutos no volátiles. • La presión del vapor disminuye a medida que aumenta el soluto disuelto. • La disminución de la tensión del vapor se mide mediante el manómetro.
b) Ascenso Ebulloscópico (∆Te): Un líquido entra en ebullición cuando su presión de vapor iguala a la presión atmosférica. Por eso la introducción de un soluto no volátil al solvente puro disminuye la presión de vapor en una solución, lo que implica tener que administrar una mayor cantidad de calor para que la solución entre en ebullición; es decir, llegar a una atmósfera de presión. • Un solvente puro necesita menor temperatura para llegar al punto de
ebullición, es
decir, a
una atmósfera de presión; ya que su presión de vapor normal es mayor que la de la solución a igual temperatura; entonces al solvente puro le falta menos para llegar a una atmósfera de presión. • Una solución necesita mayor temperatura (en relación al solvente puro) para llegar al punto de
ebullición, es decir, a una atmósfera de presión. Lo que se debe a que su presión de vapor normal está disminuida por la presencia de soluto. • Y esa diferencia de temperatura, registrada en el gráfico, es directamente proporcional a la
concentración molal del soluto presente y a una constante Ke.
T2: temperatura de ebullición de la solución (es la temperatura mayor). T1: temperatura de ebullición del solvente puro (es la temperatura menor). ∆Te: variación de temperatura. m: concentración molal ; a su vez ésta concentración molal es posible calcularla por pasaje de términos a partir de la ecuación dada:
Ke: constante ebulloscópica que varía con el solvente utilizado. Por ejemplo para el agua es de 0.515 °C. Es importante y más exacto trabajar con la molalidad; ya que la misma se independiza de la temperatura que modificaría los volúmenes y lo logra al relacionar directamente los gramos de soluto con los gramos de solvente. c) Descenso Crioscópico (∆Tc): “La administración de un soluto no volátil a un solvente puro además de convertirlo en una
solución y disminuye su presión de vapor, hace que éste congele a una temperatura inferior en comparación con el solvente puro”.
Por ello decimos que las soluciones congelan a temperaturas inferiores a las del solvente puro.
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LA LEY DE RAOULT: expresa que: “Es descenso crioscópico es directamente proporcional a la molalidad y a la constante crioscópica del solvente” (con que estemos trabajando). Es decir:
T2: temperatura de congelación de la solución (es la temperatura menor) T1: temperatura de congelación del solvente puro (es la temperatura mayor). m: concentración molal . Kc: constante crioscópica. Varía con el solvente utilizado y es de 1.86 °C para el agua. ∆Tc: variación de temperatura de congelación.
PUNTOS DE CONGELACIÓN. • Solvente: congela:
-Temperaturas mayores con respecto a la solución. -Menor presión del vapor con respecto a la solución. • Solución: congela a….
-Menor temperatura que el solvente puro. -Mayor presión del vapor que el solvente puro. Recordar: • La crioscopía es más usada en biología porque no destruye a las proteínas, o sea, al material
utilizado. • La determinación del descenso crioscópico se realiza con el crioscopio de Beckmann, que
consta de: -baño refrigerante -cámara crioscópica -termómetro. d) Osmosis: “Es el pasaje de moléculas de solvente desde una solución diluida a una más concentrada, es decir, de una que tiene mayor presión de vapor a una que tiene menor presión de vapor”.
COEFICIENTE “I” DE VAN’T HOFF:
Es un factor de corrección aplicable a la fórmula de Raoult, cuando ésta trabaja sobre sustancias que disocien; ya que éstas presentan una mayor concentración de partículas por lo que las propiedades coligativas se ven notablemente exageradas en comparación con las que no disocian. Este factor lo expresamos como:
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PARTE EXPERIMENTAL
MATERIALES
Tubos de ensayo Hielo NaCl
Vaso de precipitado
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1. 2. 3. 4.
Preparar una solución 0.2 molal de NaCl en 10 mL de H 2O ( ⍴ H2O = 1gr/mL). En un tubo de ensayo colocar 0.3mL a 0.5mL de la solución preparada. Dicho tubo de ensayo colocarlo en un vaso de precipitado que contenga hielo. Anotar la T° de la solución del tubo cuando aparezcan los primeros cristales (T° de congelación de la solución).
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CÁLCULOS Y RESULTADOS DATOS OBTENIDOS:
Temperatura de congelación del agua: - 0.1ºC Temperatura de congelación del NaCl: 0ºC Molalidad del NaCl: 0.2 m
Para hallar el valor de K C aplicamos la siguiente fórmula:
│ΔT │=│Tc solución – Tc solvente puro │ = Kc* m C
Donde: Tc solución = Temperatura de congelación de la solución. Tc solvente puro = Temperatura de congelación del solvente puro.
KC = Constante crioscopica. m = Molalidad.
HALLANDO EL VALOR DE KC EXPERIMENTAL
│-0.1ºC – (0ºC) │= Kc * 0.2 Kc = 0.5 HALLANDO EL % DE ERROR
Kc teórico = 1.86
%deerror
teorico
exp erimental
teorico
*100
Reemplazando en la formula: %deerror
1.86
0.5
1.86
* 100
% de error = 73.12% FISICOQUÍMICA
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CONCLUSIONES
Determinamos experimentalmente que la constante crioscópico del agua es 0.5 y que cuando presenta una concentración de un soluto dentro del solvente puro, el tiempo transcurrido para que alcance la temperatura en menor, obteniendo un porcentaje de error de 73.12%.
REFERENCIAS
www.unalmed.edu.co/~cgpaucar/ COLIGATIVAS .pdf
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