PRACTICA N 5PROPIEDADES COLIGATIVAS

1. OBJETIVOS

Medir la temperatura de congelacin (fusin) de un solvente y la temperatura de congelacin (fusin) de una solucin hecha con el mismo solvente, determinando la constante crioscpica del solvente.

Que los estudiantes apliquen una de las propiedades coligativas de las soluciones, el descenso crioscopico para determinar la masa molar de un soluto.

Que los estudiantes adquieran la habilidad de analizar, registrar los datos experimentales observando as parezcan absurdos.2. MARCO TERICO

Para un dado solvente, la disminucin del punto de fusin es directamente proporcional a la concentracin de partculas disueltas en l. Para el naftaleno, la relacin existente entre el descenso de la temperatura de fusin y la molalidad de la solucin es 6,9 Kg/mol, valor que representa la constante crioscpica (Kf).

En este experimento se determinar la masa molecular del azufre (soluto) disuelto en naftaleno (solvente), determinando la temperatura de fusin de una solucin que contiene masas conocidas de ambos constituyentes. A partir del punto de fusin observado y conociendo el punto de fusin del solvente puro y la constante

crioscpica de ste, es posible determinar la masa molecular del soluto.

Por lo tanto, para determinar masas moleculares mediante la disminucin del punto de congelacin del solvente, es necesario primero "calibrar" ste, midiendo su constante crioscpica. Para ello, se prepara una solucin con masas conocidas de un soluto conocido y el solvente elegido y se determina la temperatura de fusin de la solucin. En este trabajo prctico se emplear azufre como soluto de masa molecular conocida y naftaleno como solvente.3. PROCEDIMIENTO

PRACTICA N 6CARACTERIZACIN DE ACIDOS Y BASES. MEDICIONES DE pH 1. OBJETIVOS

Caracterizar soluciones como acidas o bsicas utilizando un indicador acido-bsico estimando su pH

Adquirir habilidad de anlisis e interpretacin de diferentes tipos de cidos y bases.2. MARCO TEORICO

pH: El pH (potencial de hidrgeno) es una medida de la acidez o alcalinidad de una disolucin. El pH indica la concentracin de iones hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias.

El pH tpicamente va de 0 a 14 en disolucin acuosa, siendo cidas las disoluciones con pH menores a 7 (el valor del exponente de la concentracin es mayor, porque hay ms protones en la disolucin), y alcalinas las que tienen pH mayores a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolucin (cuando el disolvente es agua).

Se considera que p es un operador logartmico sobre la concentracin de una solucin: p = log [...], tambin se define el pOH, que mide la concentracin de iones OH.

Puesto que el agua est disociada en una pequea extensin en iones OH y H3O+, tenemos que:

K(constante)w(water; agua) = [H3O+][OH]=1014 en donde [H3O+] es la concentracin de iones hidronio, [OH] la de iones hidroxilo, y Kw es una constante conocida como producto inico del agua, que vale 1014.

Por lo tanto,

Log Kw = log [H3O+] + log [OH]

14 = log [H3O+] + log [OH]

14 = log [H3O+] log [OH]

pH + pOH = 14Por lo que se puede relacionar directamente el valor del pH con el del pOH.

En disoluciones no acuosas, o fuera de condiciones normales de presin y temperatura, un pH de 7 puede no ser el neutro. El pH al cual la disolucin es neutra estar relacionado con la constante de disociacin del disolvente en el que se trabaje.

pOH: En qumica, concretamente en el estudio de la qumica cido-base, se define el pOH como el logaritmo negativo en base 10 de la actividad de los aniones hidroxilo , o tambin en trminos de concentracin de stos, expresado como

As, considerando que el agua pura (disolucin neutra) tiene un pH = pOH = 7 se cumple que:

pH + pOH = 14

Ecuacin que se mantiene constante ante las variaciones del pH (pOH).

Diferencia entre el pH y el pOH

El pH mide las concentraciones de los iones hidronio, mientras que el pOH mide las concentraciones de los aniones hidroxilo o iones hidrxido.

pH = -log [H+]pOH = -log [HO-]14 = pH + pOH = pKw

Electrolitos Fuertes y dbiles:

Un electrlito es una sustancia que se descompone en iones (partculas cargadas de electricidad) cuando se disuelve en los lquidos del cuerpo o el agua, permitiendo que la energa elctrica pase a travs de ellos. Algunos de los ejemplos de electrolitos son el sodio, el potasio, el cloruro y el calcio. La responsabilidad principal de los electrolitos en los seres vivos es llevar nutrientes hacia las clulas y sacar los desechos fuera de estas.

Los electrlitos pueden ser dbiles o fuertes, segn estn parcial o totalmente ionizados o disociados en medio acuoso. Un electrolito fuerte es toda sustancia que al disolverse en agua lo hace completamente y provoca exclusivamente la formacin de iones con una reaccin de disolucin prcticamente irreversible. Un electrolito dbil es una sustancia que al disolverse en agua lo hace parcialmente y produce iones parcialmente, con reacciones de tipo reversible.

Los electrolitos generalmente existen como cidos, bases o sales.

Un electrlito se describe como concentrado si tiene una alta concentracin de iones; o diluido, si tiene una baja concentracin. Si una alta proporcin del soluto disuelto se disocia en iones, la solucin es fuerte; si la mayor parte del soluto permanece no ionizado la solucin es dbil.Los electrolitos principales son el sodio, el potasio y el cloro, y en una medida menor el calcio, el magnesio y el bicarbonato.Punto de equivalencia: valor del pHAntes de iniciar la valoracin se debe elegir un indicador de pH adecuado segn el punto de equivalencia previsto de la reaccin. El punto de equivalencia se corresponde con el valor terico de la valoracin, pero en la prctica no es posible saberlo con exactitud. En dicho punto habrn reaccionado cantidades estequiometrias de ambos reactivos, y el pH de dicho punto depende de la fuerza relativa del cido y la base empleados. Para conocer dicho valor se pueden emplear las siguientes reglas:

Un cido fuerte reacciona con una base fuerte para formar una disolucin neutra (pH = 7).

Un cido fuerte reacciona con una base dbil para formar una disolucin cida (pH 7).

Cuando un cido dbil reacciona con una base dbil, la disolucin en el punto de equivalencia ser bsica, si la base es ms fuerte que el cido, y ser cida, si el cido es ms fuerte que la base. Si ambos son de igual fuerza, entonces el pH de equivalencia ser neutro. Sin embargo, los cidos dbiles no se valoran normalmente frente a bases dbiles, porque el cambio de color mostrado por el indicador suele ser rpido, y por lo tanto muy difcil de ver con claridad por el observador.

El punto final es el punto en que se detiene la valoracin, por ejemplo, tras el viraje de color del indicador. Este cambio producido en la disolucin permite establecer experimentalmente el punto final de la valoracin.4El punto final debe coincidir lo ms exactamente posible con el punto de equivalencia. La diferencia entre ambos puntos constituye el error de valoracin, que es propio del mtodo (indicador empleado, uso de reactivos impuros, etc.), y no debemos confundirlo con los errores accidentales debidos a manipulaciones o medidas de volumen defectuosas.

Valoracin de cidos dbilesCuando se titula o valora un cido dbil con una base fuerte, el pH antes del punto de equivalencia se puede calcular mediante la siguiente frmula, llamada Ecuacin de Henderson-Hasselbach:9

dnde:

pKa es la constante de acidez del cido dbil.

[OH-]aadido es la concentracin de base fuerte aadida a la disolucin final (no a la disolucin estndar original)

[HA] total es la suma de las concentraciones de cido, HA, y de su base conjugada, A-, en la disolucin final.

As, si aadimos una base fuerte de forma que su concentracin sea la mitad de la cantidad de cido dbil presente en la solucin, es decir ([OH-] aadido = 0,5 [HA] total, el pH es igual al pKa.

La frmula ms general10 que describe la valoracin de un cido dbil con una base fuerte es la siguiente

= fraccin de la finalizacin de la valoracin ( 1 despus del punto de equivalencia)

Ca,Cb = las concentraciones del cido y la base, respectivamente,

Va,Vb = los volmenes del cido y la base, respectivamente,

= La fraccin del cido dbil que se ioniza (grado de disociacin)ClculosSe debe cumplir en cualquier valoracin cido-base la siguiente expresin:

o bien

3. PROCEDIMIENTO

Materiales, Equipos y reactivos1 tubo de ensayo grande termmetro de laboratorio pinzas agitador de alambre de cobre mechero soporte universal trpode o aro metlico malla de asbesto esptula balanza naftaleno azufre beaker de 250 ml.

Elementos de seguridad:Bata, monogafas y guantes.

Colocar nuevamente el conjunto y agitar hasta que el azufre se haya disuelto.

Realizar limpieza del dispositivo empleado

Arme el montaje necesario para la prctica n 5

Retirar el tubo de bao. Con agitacin continua medir la temperatura, a partir de 83C a intervalos de 15 segundos, hasta que aparezcan los primeros cristales de naftaleno y la solucin quede solidificado

Cuando el naftaleno este fundido, quitar con precaucin el conjunto tapn termmetro agitador, y verter todo el azufre en el naftaleno fundido.

Pesar aproximadamente 0,5 de azufre finamente pulverizado

Colocar nuevamente el mechero bajo el vaso de precipitados y ajustar la llama de manera tal que conserve la temperatura del bao Maria caliente

Observar el inicio de la cristalizacin y medir la temperatura a los intervalos preestablecidos, hasta que el naftaleno solidifique

Luego de observar la fusin, retirar el tubo de bao y dejar que el naftaleno se enfre gradualmente, agitar continuamente.

Colocar el tubo en un bao de agua caliente hasta que el naftaleno funda totalmente.

Consulte las propiedades coligativas de las soluciones

Leer la temperatura cada 15 segundos, comenzando alrededor de los 85C.

Pesar 5 g de naftaleno y verterlo con sumo cuidado en el tubo.

Consulte previamente sobre pH, pOH y electrolitos fuertes y dbiles.

Elementos de seguridad:Bata, monogafas y guantes.

Compruebe el pH de todas las soluciones utilizando el pH-metro

Estime el pH de cada una de las sustancias caceras.

Repita para las nuevas muestras de soluciones de los procedimientos anteriores para cada uno de los indicadores

En 5 tubos de ensayo limpios y marcados vierta por separado 2ml de cada una de las siguientes soluciones: cido clorhdrico 0.1 M, cido actico 0.1 M, amoniaco 0.1M, hidrxido de sodio 0., agua destilada.

Materiales, Equipos y reactivos20 tubos de ensayos gradilla frasco lavador pH metro cido clorhdrico cido actico amoniaco hidrxido de sodio agua destilada.Indicadores: Rojo de metilo azul de bromo tilo fenolftalena azul de timol papel indicador universal.

Adiciones una gota de metilo a cada uno de los 5 tubos de ensayo, agite y registre el color final y estime el pH de la solucin

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