U.N.M.S.M Facultad de Ingeniera Qumica UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSLFQIMi08-F

(Universidad del Per, DECANA DE AMRICA)FACULTAD DE QUIMICA INGENIERIA QUIMICA E INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

Escuela Acadmico Profesional de Ingeniera Qumica (07.2)Departamento De FisicoqumicaLaboratorio de fsica II

PRACTICA N08DIAGRAMA DE SOLUBILIDAD

Integrantes: Olarte Lpez Jonathan10070024Condori Nez Jos Ronald 10070130Crdenas Ayala Heber10070199Profesor: Alejandro Yarango Rojas

Fecha de la experiencia16 de Noviembre del 2011

Fecha de entrega 23 de Noviembre del 2011

Tabla de contenidos

I. RESUMEN3

II. INTRODUCCION4

III. PRINCIPIOS TEORICOS 5

IV. RESULTADOS14

V. CONCLUSIONES 19

VI. RECOMENDACIONES 20

VII. BIBLIOGRAFIA 21

VIII. APENDICE 22

I. RESUMEN

El objetivo de la prctica es determinar el peso molecular de la muestra orgnica (urea) disuelta en agua mediante el mtodo utilizado llamado crioscpico.

Las condiciones del trabajo de laboratorio son: , T=22C; HR=95%El principio terico en el que se fundamenta esta prctica es el mtodo crioscpico. Se conoce como descenso crioscpico o depresin del punto de fusin a la disminucin de la temperatura del punto de congelacin que experimenta una disolucin respecto a la del disolvente puro. Todas las disoluciones en las que, al enfriarse, el disolvente solidifica puro sin el soluto, tienen una temperatura de congelacin inferior al disolvente puro. La magnitud del descenso crioscpico, , viene dada por la diferencia de temperaturas de congelacin (o de fusin) del disolvente puro y de la disolucin, y , respectivamente:. El descenso crioscpico es una de las propiedades coligativas y por lo tanto, la magnitud del descenso slo depende de la naturaleza del disolvente y de la cantidad de soluto disuelta, es decir, es independiente de la naturaleza de este ltimo. Cualquier soluto, en la misma cantidad, produce el mismo efecto.Como resultado se obtiene que el peso molecular de la urea hallado experimentalmente es de 67.45 g/mol y en comparacin con el terico que cuyo valor es de , encontramos un porcentaje de error de 12.3% .[Una de las conclusiones obtenidas es que el punto de congelacin de un solvente es directamente proporcional a la presin de vapor del solvente por el soluto disuelto.

Se recomienda mantener la agitacin constante para que la temperatura sea constante en todo el sistema.

Para el aumento de la exactitud de la medicin de T es cmodo utilizar solventes con valores grandes de Kf, como por ejemplo el alcanfor y el canfeno, los cuales en los ltimos aos encuentran gran aplicacin.

II. IntroduccinLa crioscopa o descenso crioscpico un mtodo muy utilizado para determinarmasas molecularesde productos qumicos que se fabrican a nivel industrial, al igual que se hace a nivel de laboratorio. Tambin se emplea para controlar la calidad de los lquidos: la magnitud del descenso crioscpico es una medida directa de la cantidad total de impurezas que puede tener un producto: a mayor descenso crioscpico, ms impurezas contiene la muestra analizada.En laindustria agroalimentaria, esta propiedad se aprovecha para detectar adulteraciones en laleche. La leche se puede adulterar aadiendo aguasin que sea apreciable a simple vista. Para detectar si se ha aadido agua se realiza una determinacin de su temperatura de congelacin que, en general, vara muy poco,21entre -0,530C y -0,570C para la leche devaca, -0,570C para la deoveja,22y entre -0,5466C y -0,5567C para la decabra.23Las variaciones dependen de la estacin (siendo menor durante el invierno) y los contenido de sales en la alimentacin del animal.24Ya que las temperaturas de congelacin son caractersticas dentro de un margen muy estrecho, si se aade agua se diluye la leche, disminuyendo la concentracin de solutos y aumentando la temperatura de congelacin segn la ley de Raoult, con lo que la adulteracin puede ser detectada mediante medidas el descenso crioscpico.Existen mltiples aplicaciones analticas para el descenso crioscpico de los lquidos corporales (sangre,orina,lgrimas, etc.). Para realizar estas determinaciones se usa un aparato automatizado llamadocrioscopiouosmmetrode punto de congelacin que permite detectar en poco tiempo variaciones de milsimas del descenso crioscpico.El descenso crioscpico tambin se aprovecha para eliminar capas de hielo de las carreteras, autopistas y pistas deaeropuertos. Para ellos se lanza cloruro de sodio(NaCl) ode calcio(CaCl2) sobre las placas de hielo, con lo que se disminuye la temperatura de congelacin y se funden las placas de hielo. Una ventaja del cloruro de calcio es que, cuando este se disuelve, libera gran cantidad decalorque ayuda a fundir ms el hielo. Para eliminar las capas de hielo que se forman sobre los aviones tambin se usa eletilenglicol.En la construccin se usan anticongelantes para loshormigonesen lugares donde las temperaturas son muy bajas y se congelara el agua. No es posible usar grandes cantidades de anticongelante ya que provocara problemas decorrosin. Los anticongelantes que se usan son sales, normalmente cloruro de calcio, CaCl2, que en una proporcin del 2% reduce la temperatura de congelacin a -5C.

Eliminacin del hielo de unavin mediante unadisolucinanticongelante.III. Parte TericaDESCENSO CRIOSCPICO:Se conoce comodescenso crioscpicoodepresin del punto de fusina la disminucin de latemperaturadelpunto de congelacinque experimenta unadisolucinrespecto a la deldisolventepuro.Todas las disoluciones en las que, al enfriarse, el disolvente solidifica puro sin elsoluto, tienen una temperatura de congelacin inferior al disolvente puro. La magnitud del descenso crioscpico,Tc, viene dada por la diferencia de temperaturas de congelacin (o de fusin) del disolvente puro y de la disolucin,Tf*yTf, respectivamente: El descenso crioscpico es una de laspropiedades coligativasy por lo tanto, la magnitud del descenso slo depende de la naturaleza del disolvente y de la cantidad de soluto disuelta, es decir, es independiente de la naturaleza de este ltimo. Cualquier soluto, en la misma cantidad, produce el mismo efecto.Las primeras investigaciones sobre este fenmeno se deben alqumicofrancsFranois-Marie Raoulty datan de1882.Raoult defini una ecuacin experimental que reproduce bien los datos que se obtienen a bajas concentraciones, donde la curva se aproxima a una recta. Otros cientficos, entre los que destacanJacobus Henricus van 't Hoff,Wilhelm OstwaldyErnst Otto Beckmann, ampliaron posteriormente los estudios sobre el descenso crioscpico.La aplicacin del descenso crioscpico fue esencial para el estudio de las propiedades de las sustancias, ya que permiti la determinacin de susmasas molecularesde forma precisa. Tambin fue fundamental para la confirmacin de lateora de la disociacin electrolticade Arrheniusy para la determinacin decoeficientes de actividad.El descenso crioscpico ha encontrado aplicaciones prcticas fuera de los laboratorios de investigacin, como en el uso deanticongelantes para evitar que loscircuitos de refrigeracinde los motores de los vehculos o los mismos combustibles se congelen cuando las temperaturas bajan en invierno, para la determinacin de la adulteracin de lalecheconagua, para la preparacin de disoluciones en laindustria farmacutica, paraanlisis clnicosdesangreyorina, etc.Diagrama de fasesde una disolucin acuosa. Si una disolucin acuosa se encuentra en el puntoay se reduce la temperatura, se congelar en el puntobpor debajo de 0C que corresponde alagua pura. Se observa que la temperatura de congelacin de la disolucin disminuye a medida que aumenta la molalidady la concentracinde la disolucin, siguiendo una curva descendente.CAUSAS DEL DESCENSO CRIOSCPICO:El descenso crioscpico se puede explicar a partir de la variacin deentropaque se produce durante elcambio de fase.La entropa es una medida del desorden del sistema. As, unslidopuro est ms ordenado que unlquidopuro, y por lo tanto, este ltimo tiene una mayor entropa, un mayor desorden. El desorden es debido a que las partculas (molculas,tomosoiones) de un slido ocupan una posicin fija y solo vibran alrededor de esa posicin. Por el contrario, en un lquido las partculas estn en movimiento y no tienen una posicin determinada. Una disolucin lquida tiene ms desorden que un lquido puro ya que en la disolucin, adems de las partculas del disolvente en movimiento, tambin se encuentran las partculas de soluto en movimiento, lo que hace que el sistema est ms desordenado. Podemos ordenar los sistemas de ms a menos entropa: La variacin de entropa que se produce durante uncambio de estado, en este caso de lquido a slido, viene acompaada de una variacin de entropa, que es la diferencia de entropa entre los estados final e inicial. En el caso de un disolvente puro, la variacin corresponde a la diferencia de entropa entre el disolvente slido y el disolvente lquido y se le llamarS*f; en el caso de una disolucin, la variacin de entropa es la diferencia entre la entropa del disolvente slido y la disolucin, y se le llamaSf. Esta ltima es superior a la primera porque la disolucin tiene ms entropa que el disolvente lquido. Por lo tanto:Termmetro diferencial de Beckmann. Por otro lado, lacongelacines una transicin de fase de primer orden, es decir, tiene lugar con una variacin brusca de entropa de forma prcticamente reversible a latemperaturaypresinde equilibrio. As, se puede relacionar la variacin de entropa que se produce con la entalpa de cambio de fase (calor latente),Hf, y la temperatura,Tf, segn la ecuacin. Dado que la variacin de laentalpa,Hf, es constante, tanto en el paso del disolvente lquido a slido como del disolvente de la disolucin a slido, se obtiene que si la variacin de entropa es mayor en el caso de la disolucin, la temperatura del cambio de fase deber ser menor para que el segundo miembro de la igualdad aumente para igualar la mayor variacin de entropa de la congelacin del disolvente de la disolucin. Matemticamente se demuestra:

Por tanto, lastemperaturas de congelacinde las disoluciones son siempre menores que las del disolvente puro debido a que la disolucin tiene ms entropa, ms desorden, que el disolvente lquido puro. A mayorconcentracinde soluto, mayor desorden, mayor entropa en la disolucin y, por lo tanto, menor temperatura de congelacin y mayor descenso crioscpico. EL DESCENSO CRIOSCPICO EN LA NATURALEZA:

El agua marina:La temperatura del agua de los ocanosrticoyAntrtico, en sus respectivos inviernos, llega a bajar variosgrados Celsiusbajo cero, hasta un mnimo de -2C. El agua que se encuentra en contacto con la atmsfera alcanza temperaturas mucho ms bajas y llega a congelarse; sin embargo, el agua lquida que queda por debajo no alcanza temperaturas tan bajas, pero s que se encuentra a uno o dos grados bajo cero. La razn por la cual permanece en estado lquido es la concentracin de sales disueltas (unos 35 g desales, principalmentecloruro sdico, por kg de agua) que disminuyen la temperatura de congelacin delagua marina.Se puede calcular de forma aproximada hasta que temperatura puede mantenerse el agua del mar sin llegar a congelarse. Suponiendo que todas las sales son cloruro de sodio (NaCl) y que la concentracin es de 35 g por kg dedisolvente, se tiene unamolalidadde:

Dado que el cloruro de sodio es unelectrolitofuerte, se supone que est completamente disociado y el coeficiente de Van't Hoff toma el valor de 2, aunque ese valor lmite slo se alcanza para disoluciones muy diluidas.Conociendo que la constante crioscpica del agua vale 1,86Ckg/mol se puede calcular el descenso crioscpico como:

Por lo que el agua del mar puede alcanzar una temperatura de -2,2C sin congelarse.

En elrtico, el agua se encuentra en estado lquido pese a encontrarse a temperaturas por debajo de los 0C.Seres vivos con anticongelantes:Algunos animales evitan la congelacin usandoanticongelantesfisiolgicos. Se trata de solutos elaborados o incorporados a sus lquidos corporales durante las estaciones fras, con los que incrementan la concentracin total de solutos y reducen la temperatura de congelacin. Muchos insectos, por ejemplo, producen concentraciones elevadas deglicerol,sorbitolomanitoldurante el invierno. Es el caso, por ejemplo, de las larvas de invierno deBracon cephique tienen una temperatura de congelacin que puede alcanzar los -17C durante el invierno, mientras que los individuos de verano slo pueden alcanzar los -1C. Tambin los huevos de invierno de laorugaMalacosomacontienen glicerol en una cantidad del orden del 35% de su peso en seco. LaRana sylvatica, que vive en la mitad septentrional deNorteamrica, es capaz de prosperar en unclima subrtico. Este animal puede hibernar, sobreviviendo a la congelacin de entre el 35 y el 45% de su cuerpo. Para ello se sirve de protenas especiales,ureaacumulada en los tejidos yglucosaalmacenada en elhgadopara limitar la cantidad de hielo que se forma en su cuerpo y reducir as la contraccin osmticade las clulas. En el ocano Antrtico viven un centenar de especies del gneroNotothenioideaque sintetizan un tipo deprotenascon caractersticas anticongelantes que se disuelven en la sangre y que les permiten sobrevivir a temperaturas de hasta -1,8C. Estas protenas tienen un mecanismo de funcionamiento que no se basa en el descenso crioscpico y una efectividad unas 500 veces mayor. Al parecer, estas se adhieren a los ncleos de cristalizacin del hielo que se forman inicialmente e impiden su crecimiento posterior.

CONSTANTES CRIOSCPICAS:Los valores se han analizado usando la expresin obtenido en la deduccin termodinmica de la constante crioscpica: Las constantes crioscpicas sern elevadas si lo son las temperaturas de congelacin y lasmasas molares, ya que son directamente proporcionales. Es el caso delfenol, que tiene una temperatura de congelacin de 40C que hace que su constante crioscpica sea elevada. Elagua, por el contrario, tiene una masa molar baja, la menor entre todos los disolventes mostrados en la tabla, lo que da lugar a una constante crioscpica baja, la menor de las listadas.Sin embargo, las constantes crioscpicas sern elevadas si las entalpas de fusin son bajas. Este es el caso de disolvente como elciclohexanoy el ciclohexanol, que tienen entalpas de fusin bajas, lo que da valores muy elevados para sus constantes crioscpicas. Ladietanolaminatiene una entalpa de fusin muy alta que compensa los elevados valores de la masa molar y de la temperatura de congelacin, lo que provoca que la dietanolamina tenga un valor medio de la constante crioscpica.DisolventeFrmulaMasa molarg/molEntalpa de fusinkJ/molTemperatura de fusinCkfCkgmol-1

cido acticoC2H4O260,0511,5416,63,63

AguaH2O18,026,010,01,86

AnilinaC6H7N93,1310,56-6,05,23

BencenoC6H678,119,955,55,07

CiclohexanoC6H1284,162,636,620,8

CiclohexanolC6H12O100,161,7625,442,2

DietanolaminaC4H11O2N105,1425,09283,16

EtilenglicolC2H6O262,0711,23-133,11

FenolC6H6O94,1111,2940,96,84

GlicerolC3H8O392,098,4818,23,56

ToluenoC7H892,146,85-94,93,55

p-xilenoC8H10106,1716,8113,24,31

La tabla muestra valores detemperaturas de congelaciny constantes crioscpicas,kf, expresadas en Ckgmol-1, de distintosdisolventes.

COMPARACIN CON EL AUMENTO EBULLOSCPICO:Para una misma disolucin, la magnitud del descenso crioscpico es mayor que la delaumento ebulloscpico, lo que hace que la primera sea ms usada a la hora de determinar masas moleculares u otras determinaciones analticas. La razn de esta diferencia se encuentra en las diferencias de las entalpas de fusin y de vaporizacin del disolvente. Las entalpas de vaporizacin del disolvente son siempre ms elevadas que sus entalpas de fusin y, como en las expresiones de las constantes crioscpica y ebulloscpica las entalpas estn en el denominador, se obtienen valores de las constantes menores para entalpas mayores. Las temperaturas de ebullicin del disolvente son siempre mayores que las de congelacin, pero su influencia, a pesar de estar situadas en el numerador y al cuadrado, no consiguen compensar la de las entalpas.

Por tanto, si las entalpas de vaporizacin son mayores que las de fusin, para un mismo disolvente las constantes ebulloscpicas sern menores que las crioscpicas. Por eso, para una misma disolucin se obtendrn descensos crioscpicos mayores que los aumentos ebulloscpicos ya que la constante crioscpica es mayor que la ebulloscpica.

DISOLUCIN: Una disolucin es una mezcla homognea a nivel molecular (a diferencia de una suspensin) de dos o ms sustancias qumicas que no reaccionan entre s, y cuyos componentes se encuentran en una determinada proporcin, la cual vara entre determinados lmites. Una disolucin consta de una fase dispersa llamada soluto y una fase dispersante denominada disolvente. Las partculas del soluto se encuentran dispersas entre las molculas del disolvente. Tanto el disolvente como el soluto pueden estar en diferentes estados de agregacin, y el volumen de la disolucin es menor, en general, que la suma de los volmenes de las sustancias por separado. El soluto no puede separarse por centrifugacin (no sedimenta) ni filtracin, sino que es necesario recurrir a cambios de fase. En general, las propiedades fsicas y qumicas de la disolucin dependen de la concentracin del soluto (proporcin de masa o moles). La forma ms frecuente de expresar la concentracin en disoluciones qumicas es la molaridad, cociente entre el nmero de moles del soluto y el volumen total de la disolucin en litros. Se representa con la letra M. Alternativamente, la molalidad es el cociente entre el nmero de moles de soluto disuelto y la masa del disolvente en kg. Se representa con la letra m. Se distingue entre disolucin diluida, concentrada, saturada y sobresaturada. Una disolucin diluida se caracteriza por una proporcin de soluto (en volumen) muy baja respecto al disolvente. Una magnitud relacionada es la solubilidad, que caracteriza la capacidad que tiene un disolvente para disolver una sustancia dada. sta no es ilimitada, y para cada temperatura hay una proporcin lmite a partir de la cual el disolvente no es capaz de disolver ms soluto, con lo que la disolucin pasa a ser saturada. El soluto excedente se deposita en el fondo del recipiente, como en el caso de la disolucin de azcar en agua o zumo. Por tanto, la solubilidad de una sustancia respecto a un disolvente es la concentracin que corresponde al estado de saturacin a una temperatura concreta. Por ejemplo, la solubilidad de NaCl en agua a 20C es de 0,6 M. En general, se considera que una sustancia es soluble cuando su solubilidad es mayor que 0,1 M, poco soluble para valores menores e insoluble para valores muy pequeos. Como se ha sealado, la solubilidad depende de la temperatura. En la mayora de casos, la solubilidad aumenta con la temperatura, pues el sistema absorbe energa en forma de calor que puede aportar adicionalmente para la solvatacin del soluto. Slo en algunos casos, la solubilidad disminuye al aumentar la temperatura, ya que la disolucin va acompaada de una liberacin de calor (el estado de menor energa interna es el disuelto).PROPIEDADES COLIGATIVAS:Se llamanpropiedades coligativasa aquellas propiedades de unadisolucinque dependen nicamente de la concentracin (generalmente expresada comoconcentracin molar, es decir, de la cantidad departculasdesolutopor partculas totales, y no de la naturaleza o tipo de soluto).Estn estrechamente relacionadas con lapresin de vapor, que es lapresinque ejerce la fase de vapor sobre la fase lquida, cuando ellquidose encuentra en un recipiente cerrado. La presin de vapor depende del solvente y de latemperaturaa la cual sea medida (a mayor temperatura, mayor presin de vapor). Se mide cuando el sistema llega al equilibrio dinmico, es decir, cuando la cantidad demolculasde vapor que vuelven a la fase lquida es igual a las molculas que se transforman en vapor.

PROPIEDADES COLIGATIVAS MS COMUNES:Descenso de la presin de vapor:Cuando se prepara una solucin con un solvente y un soluto novoltil(que se transformar en gas) y se mide su presin, al compararla con la presin de vapor de su solvente puro (medidas a la misma temperatura), se observa que la de la solucin es menor que la del solvente. Esto es consecuencia de la presencia del soluto no voltil.A su vez, cuando se las comparan las presiones de vapor de dos soluciones de igual composicin y diferente concentracin, aquella solucin ms concentrada tiene menor presin de vapor. El descenso de sta se produce por dos razones: por probabilidad, pues es menos probable que existan molculas de disolvente en el lmite de cambio, y por cohesin, pues las molculas de soluto atraen a las de disolvente por lo que cuesta ms el cambio.La presin de vapor de un disolvente desciende cuando se le aade un soluto no voltil.Este efecto es el resultado de dos factores: La disminucin del nmero de molculas del disolvente en la superficie libre. La aparicin de fuerzas atractivas entre las molculas del soluto y las molculas del disolvente, dificultando su paso a vapor.Descenso crioscpico:El soluto obstaculiza laformacin de cristalesslidos, por ejemplo el lquido anticongelante de losmotoresde losautomvilestiene una base de agua pura a presin atmosfrica se congelara a 0Cdentro de las tuberas y no resultara til en lugares fros. Para evitarlo se le agregan ciertassustancias qumicasque hacen descender supunto de congelacin. T= Kf m mes lamolalidad, se expresa en moles de soluto por kilogramo de disolvente (mol/kg). Tfes eldescenso del punto de congelaciny es igual aTf- TdondeTes el punto de congelacin de la solucin yTfes el punto de congelacin del disolvente puro. Kfes una constante de congelacin del disolvente. Su valor, cuando el solvente es agua es 1,86C kg/mol.Aumento ebulloscpico: Al agregar molculas oionesa un solvente puro la temperatura en el que ste entra enebullicines ms alto. Por ejemplo, el agua pura a presin atmosfrica ebulle a 100C, pero si se disuelve algo en ella elpunto de ebullicinsube algunos grados centgrados. Tb= Kb m mes lamolalidad, se expresa en moles de soluto por kilogramo de disolvente (mol/kg). Tbes el aumento del punto de ebullicin y es igual aT - TbdondeTes el punto de ebullicin de la solucin yTbel del disolvente puro. Kbes una constante de ebullicin del disolvente. Su valor cuando el solvente es agua es 0,512C kg/mol.

Presin osmtica:Lasmosises la tendencia que tienen los solventes a ir desde zonas de menor concentracin hacia zonas de mayor concentracin de soluto. El efecto puede pensarse como una tendencia de los solventes a "diluir". Es el pasaje espontneo de solvente desde una solucin ms diluida (menos concentrada) hacia una solucin menos diluida (ms concentrada), cuando se hallan separadas por una membrana semipermeable. La presin osmtica () se define como la presin requerida para evitar el paso de solvente a travs de una membrana semipermeable, y cumple con la expresin: (Tambin: = (nRT) /V) nes el nmero de moles de partculas en la solucin. Res laconstante universal de los gases, dondeR= 8.314472 J K-1 mol-1. Tes latemperaturaenKelvin.Teniendo en cuenta que n/V representa la molaridad (M) de la solucin obtenemos: Al igual que en laley de los gases ideales, la presin osmtica no depende de la carga de las partculas.Observacin: Se utiliza la unidad demolaridad(M) para expresar la concentracin ya que el fenmeno de smosis ocurre a temperatura constante (de esto se deduce que las unidades de concentracin para el ascenso ebulloscpico y el descenso crioscpico estn dadas en molalidad (m), ya que este tipo de expresin no vara con la temperatura).CALORMETRO DE BECKMANN:

IV. resultados

Tabla N 1: Condiciones de laboratorio

7562295

Tabla N 2: Datos experimentalesTabla 2.1: Datos para la determinacin del peso de la urea

0.2456

0.9981

Tabla 2.2.: Datos de temperatura en funcin al tiempo para el soluto.

4.803.67802.591601.552400.703202.95400

4.753.64852.551651.452450.653252.95405

4.6103.55902.451701.412500.613302.95410

4.5153.45952.351751.362550.563352.93415

4.4203.401002.271801.302600.513402.93420

4.3253.351051.901851.262650.483452.93425

4.3303.301101.901901.212700.433502.92430

4.2353.251151.901951.182752.803552.92435

4.2403.201201.852001.162802.853602.91440

4.1453.121251.852051.132853.003652.91445

4.1503.051301.802101.112903.003702.90450

4.0552.921351.762150.952952.993752.90455

3.85602.801401.722200.903002.993802.89460

3.82652.701451.692250.853052.983852.89465

3.78702.651501.662300.803102.963902.88470

3.73752.641551.602350.753152.963952.87475

Tabla 2.3.: Datos de temperatura en funcin al tiempo para la solucin.

4.0503.26502.661001.971503.98200

3.8953.23552.601051.921553.98205

3.80103.20602.521101.901603.98210

3.75153.15652.421153.001653.98215

3.68203.10702.37123.501703.98220

3.55252.95752.301253.801753.98225

3.50302.90802.231303.891803.98230

3.40352.87852.071353.951853.98235

3.36402.80902.051403.961903.98240

3.30452.74952.001453.971953.98245

Tabla N 3: Datos tericosTabla 3.1Constante crioscpica del agua

1.86

UNMSM, Gua de Laboratorio de Fisicoqumica, pg.34Tabla 3.2 Pesos atmicos de algunos elementosElemento

C

O

H

N

G.V. Reklaitis, Balances de Materia y Energa, 1era edicin, Editorial McGRAW-HILL, 1989, Pg. 606Tabla N 4: Resultados y Porcentajes de Error

Tabla 4.1 Datos de la determinacin del descenso del punto de congelacin (de acuerdo a la grfica obtenida en el papel milimetrado). 3.98

3.15

0.83

Tabla 4.2 Masa de la urea y su peso molecular experimental

0.752567.45

Tabla 4.3 Peso molecular terico

60.055

Tabla 4.4 Error porcentual de la masa molecular de la urea. ExperimentalTerica

67.4560.05512.45

clculos

Determinacin de la masa de la urea.

Donde: Peso del papel ms el de la urea

Peso de la urea

Para =

Calculo del peso molecular experimental de la urea ( )

Dnde: Peso molecular del soluto

Constante crioscpica

Peso del solvente (agua)

Peso del soluto (urea)

Descenso del punto de congelacin

Para:

67.45 g/mol

Determinacin del peso molecular terico de la urea

Determinacin del Porcentaje de Error

Donde: Peso molecular terico de la urea

Peso molecular experimental de la urea

Para 67.45 g/mol

V. CONCLUSIONES

Recordemos que la presencia de un soluto en un disolvente hace variar la estabilidad de la disolucin formada de modo que, ente otros efectos, disminuye la temperatura a la cual se produce el cambio de estado de lquido a slido.

Se puede concluir que el punto de congelacin de un solvente es directamente proporcional a la presin de vapor del solvente por el soluto disuelto.

Se ha comprobado el fenmeno del descenso crioscpico a partir de la comparacin de las curvas de enfriamiento y se ha determinado la masa molecular del soluto.

La temperatura desciende gradualmente hasta que aparece el slido y la primera temperatura estable se anota como el punto de congelacin.

El punto de congelacin de una solucin no es la temperatura a la cual la solucin como un entero se convierte en una masa slida, sino que es la temperatura donde la solucin comienza a depositar el solvente al estado slido.

Cuando tiene lugar un gran sobre-enfriamiento, la subsiguiente congelacin de la solucin trae como resultado la separacin de una gran cantidad de solvente al estado slido y la solucin se torna considerablemente ms concentrada que la original.

VI. RECOMENDACIONES

Se debe mantener la agitacin constante para que la temperatura sea constante en todo el sistema.

Se debe anotar la temperatura cada pequeo intervalo de tiempo, en este caso cada 5 segundos, ya que cuanto menor es el tiempo mayor exactitud ser para la hallar el peso molecular.

Para obtener resultado digno de confianza con el mtodo del punto de congelacin es necesario que solo se separe el solvente puro cuando la solucin se congela y que el enfriamiento excesivo sea evitado.

A veces es necesario introducir un pequesimo cristalito del solvente slido con el objetivo de prevenir el sobre-enfriamiento.

Los mejores resultados se tienen no pesando el soluto para dar una concentracin definida, sino analizando la solucin que se halla en equilibrio con el soluto slido; bajo esas condiciones, el sobre-enfriamiento de la solucin no introduce dificultades.

Para el aumento de la exactitud de la medicin de T es cmodo utilizar solventes con valores grandes de Kf, como por ejemplo el alcanfor y el canfeno, los cuales en los ltimos aos encuentran gran aplicacin.

VII. BIBLIOGRAFA

Ball W David, Fisicoqumica, 2004, Thomson, Mxico.

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Reklaitis, Balances de Materia y Energa, 1era edicin, Editorial McGraw-Hill, 1989, Pg. 606

VIII. APENDICECuestionario1.- Defina el concepto general de una propiedad coligativa:Las propiedades coligativas (del latn colligare = unir, ligar) de una disolucin son aqullas que dependen de la concentracin de soluto y no de la naturaleza del mismo, y estn relacionadas con las fuerzas de interaccin o cohesin entre molculas dependiendo de la cantidad de soluto presente, y en concreto con la presin de vapor que ejerce la fase de vapor sobre la fase lquida en un recipiente cerrado (lnea de equilibrio de fases). Experimentalmente se constata que a medida que se aade soluto a un disolvente, se alteran algunas propiedades fsicas de la disolucin. La disolucin es capaz de ejercer una presin osmtica, disminuye la presin de vapor en solutos no voltiles, el punto de ebullicin es mayor (aumento ebulloscpico) y el de congelacin, en disoluciones diluidas, disminuye respecto a la del disolvente puro. A este ltimo fenmeno (disminucin de la temperatura de fusin a presin constante) se le denomina descenso crioscpico (del griego kryos = fro; skopein= examinar). Este fenmeno se puede medir experimentalmente con relativa facilidad en disoluciones diluidas de solutos no voltiles y permite en ltima instancia determinar la masa molecular del soluto si se conoce la del disolvente y la concentracin de soluto. Esta propiedad se aplica, por ejemplo, para evitar la congelacin de los circuitos refrigerantes de agua del automvil, para evitar la formacin de placas de hielo, o para aumentar la capacidad de enfriamiento del hielo en las heladeras tradicionales.

2.-Explique la diferencia de las propiedades coligativas entre soluciones electrolticas y no electrolticas:Disoluciones diluidas de no electrolitosRaoult, de forma experimental, lleg a deducir lo que se conoce comoLey de Raoult del descenso crioscpicopara el caso del descenso crioscpico dedisolucionesdiluidas consolutosque no se disocian, es decir, no electrolitos. La ecuacin de dicha ley es: Donde: Tces la diferencia entre latemperatura de congelacindeldisolventepuro y la temperatura de congelacin de la disolucin. kfes laconstante crioscpica, una constante que es caracterstica del disolvente. mes lamolalidaddel soluto, es decir, losmolesde soluto porkilogramode disolvente. Laconcentracinse expresa en molalidad porque es ms prctico a la hora de realizar medidas, aunque para ser exactos se debera expresar en funcin de lafraccin molar, como lo demostr Raoult.

Descenso crioscpico experimentado por una disolucin acuosa deetanolen funcin de lamolalidad, donde se observa la curva experimental en rojo y la recta que se obtiene de aplicar la ecuacin de Raoult en azul , y que, en el caso del etanol, es vlida hasta concentraciones de aproximadamente 3 molal.Disoluciones diluidas de electrolitosLas anomalas descubiertas porJacobus Henricus van 't Hoff, que eran excepcionalmente elevadas en el caso de muchoselectrolitos, le condujeron a introducir el llamadofactor de van't Hoff. Se trata de un factor emprico simbolizado porique se define como el cociente entre el valor experimental de lapropiedad coligativamedia y el valor terico que se deduce de las ecuaciones deRaoult. De esta forma, la nueva ecuacin para el descenso crioscpico tom la siguiente forma: El factorifue explicado por el qumicosuecoSvante August Arrheniuscuando desarroll entre1883y1887lateora de la disociacin electroltica, segn la cual lasmolculasde los electrolitos se disocian en mayor o menor extensin enionescargados elctricamente, capaces de transportar lacorriente elctrica, existiendo un equilibrio entre las molculas no disociadas y los iones. Por tanto, en disolucin hay ms partculas que las que se han disuelto, ya que estas se rompen, se disocian, en partes ms pequeas. El ascenso ebulloscpico, como el resto de propiedades coligativas, depende del nmero total de partculas en disolucin, de manera que en una disolucin de electrolitos tendremos ms partculas que las disueltas, las cuales se han de tener en cuenta para calcular la molalidad total. Por ejemplo, se puede suponer un electrolito binario como el cloruro de calcio,CaCl2, que alcanza el equilibrio de disociacin enaguasegn la siguiente ecuacin: En disolucin, por tanto, hay ms partculas que las disueltas inicialmente porque parte de estas se han disociado en iones.3En la figura se observa que los datos experimentales se desvan mucho de la prediccin de la Ley de Raoult.

Descenso crioscpico experimentado por unadisolucinacuosa decloruro de calcio en funcin de lamolalidad.

Hay soluciones que presentan valores para sus propiedades coligativas, muy diferentes a lo calculado tericamente y adems son conductoras de la electricidad.A estas soluciones se les denomina electrolitos y a las otras no electrolitos. Sus solutos tambin reciben estas denominaciones. Los electrolitos son generalmente soluciones de cidos, bases o sales.Van't Hoff introdujo el factor i (factor de Van't Hoff ) A medida que las soluciones se hacen ms diludas, el factor i tiende a tomar valores enteros positivos ( 2, 3, 4, etc. ). Arrhenius estableci la teora de la disociacin electroltica para los electrolitos.Se basa en lo siguiente:1. Los electrolitos en solucin o fundidos se disocian parcialmente en iones con cargas elctricas, de tal forma que las cargas positivas totales sean iguales a las cargas negativas totales.2. Los iones son tomos o grupos de tomos con carga elctrica positiva para los metales y carga elctrica negativa para los no metales o radicales no metlicos.Estos radicales permanecen sin modificaciones para compuestos qumicamente anlogos (por ejemplo: Cl para todos los cloruros ) .3. Los iones actan independientemente unos de otros y de las molculas no disociadas. y son diferentes en sus propiedades fsicas y qumicas.4. La disociacin electroltica es un proceso reversible, es decir, los iones pueden reagruparse para formar nuevamente la molcula. A mayor dilucin de la solucin el reagrupamiento de los iones se hace ms difcil, porque estn ms alejados.5. En soluciones muy diluidas, prcticamente todas las molculas se han disociado y esto explica el hecho de que el factor i tome valores enteros positivos en estas soluciones.

3.-Mencione algunas limitaciones del mtodo crioscpico en la determinacin de pesos molecularesEl conocimiento exacto del peso molecular es indispensable para poder establecer la formula bruta. Su determinacin se realiza exclusivamente por mtodos fsicos, de entre los cuales se utilizan preferentemente los mtodos osmticos, y en algunos casos de compuestos fcilmente voltil. De entre los mtodos osmticos se emplea preferentemente el crioscopico(por medida de la disminucin del punto de congelacin) y en menor escala el ebulloscopico(por medida del aumento del punto de ebullicin). Todos estos mtodos encuentran una cierta limitacin en su campo de aplicacin por la no siempre fcil eleccin de un disolvente adecuado que funda o hierva a temperaturas prximas a la ambiente.Una variacin importante del mtodo crioscopico es el de la determinacin de pesos moleculares propuestos por Rast, que se funda en la medida de la disminucin del punto de congelacin del alcanfor empleado como disolvente. Esta sustancia, debido a su estructura molecular tiene una constante crioscopca extraordinariamente alta , de 40 para una disolucin normal , lo que permite la determinacin en escala micro, con una considerable simplificacin respecto al mtodo de Beckmann, que es el mas frecuentemente seguido.El limite de error en todos los mtodos osmticos es relativamente grande y alcanza aproximadamente a +/- 5% del valor terico. Por esto la determinacin del peso molecular da solamente un primer valor aproximado que nos permite calcular un factor que, multiplicado por la formula proporcional nos conduce a la formula bruta y el calculo del peso molecular exacto se realiza siempre de modo secundario por suma de pesos atmicos de los atomicos contenidos en la citada formula bruta. Determinacin Crioscpica del Peso MolecularPgina 12