Universidad Nacional Autónoma deMéxico Facultad de Química Laboratorio Equilibrio y cinética Práctica No.5 Equilibrio de fases en sistemas de dos componentes Propiedades coligativas de disoluciones de no electrolitos y electrolitos Nombre de los alumnos: Conde Bárcenas Mónica Montserrat Hernández Gómez Erika Medina Lozano Luis Fernando Sánchez Rodríguez Humberto Antonio Profesora: Irma Susana Rojas Tomé Grupo: 14 0 1.4 1.50 M 0. CÁLCULOS Y RESULTADOS PRIMERA PARTE: DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE CRIOSCÓPICA DEL AGUA TABLA 1.0 2. *Calcular al constante crioscópica del agua.8 0. de * Observar la relación que existe entre al relación dela disminución de la temperatura de congelación con respecto a la concentración.25 M -0.25 M 0.5 0. Tf H2O 0 °C (Urea) Tf H2O -0. *Comparar la temperatura de congelación de soluciones de no electrolito y de un electrolito fuerte a la misma concentración.5 1.7 . Determinar el factor de van´t Hoff para diferentes electrolitos. Objetivos: *Determinar la temperatura de congelación de disoluciones acuosas electrolitos y no electrolitos a diferentes concentraciones.0 M -2.1 1.1 -2.8 1.0 2. * Determinar el factor de van´t Hofft de las disoluciones acuosas de KCl y CaCl 2.5 -1.75 M -0.Lab: L-102 Problema: Calcular la constante crioscópica del agua a partir de disoluciones no electrólitos.50 M 0.0 Disoluciones acuosas de C6H12O6 0.75 M -1.0 M -3.0 -1.5 1.5 0. DATOS. Valores de la temperatura de congelación y de la disminución de la temperatura de congelación del agua y de las disoluciones de urea y glucosa.3 °C (Glucosa) Sistema Concentración (M) Tf (°C) Tf (°C) Disoluciones acuosas de NH2CONH2 0. 5 Linear (Disminución en la temperatura de congelación en función de la concentración de la glucosa) 0 0.4 0.5 f(x) = 2.9 1 Concentración m (mol/Kgdis) Algoritmo de Cálculo 1.1 .92x .3 R² = 0.3 0.6 0.2 0.99 Linear (Disminución de la temperatura de congelación en función de la concentración de la urea ) 2 f(x) = 2x + 0 R² = 1 Linear (Disminución de la temperatura de congelación en función de la 1.7 0.5 0.0.Gráfico1.5 de la urea ) ΔTcconcentración (°C) 1 Disminución en la temperatura de congelación en función de la concentración de la glucosa 0.8 0. Determinación de la constante crioscópica del agua ΔTc en la función de la concentración(m) 3 Disminución de la temperatura de congelación en función de la concentración de la urea 2. 25 molal ∆Tc=0°C-(-0.25 molal ∆Tc = (1.8°C)= 0.1.86 Kg ° C mol ) (0. Disminución de la temperatura de congelación de las disoluciones A partir de la relación ( ∆Tfus= Kf m ) podemos calcular cual sería la diferencia de temperatura teórica entre el punto de fusión del agua pura y cuando está en disolución con diferentes solutos no electrolitos. la pendiente nos da el valor de la constante crioscópica .5°C Al graficar ∆Tc en función de la concentración.5°C)= 0.3°C-(-0.25 molal ∆Tc=-0. Considerando que Kc = 1.465 °C Tc = T0 -∆T = 0°C – 0.465 °C= 0.465 °C= -0.25 Tc = T0 -∆T = -0.25 mol Kg ) = 0.25 molal ∆Tc = (1.765°C Experimentalmente con los datos obtenidos de temperatura de congelación se calcula el ∆Tc Para el urea 0.5°C Para la glucosa 0.465 °C mol Kg ) = 0.3°C – 0.86 Kg ° C mol ) (0.465 °C Glucosa m = 0.86 Kg ° C mol m = concentración molal del soluto Una vez calculada ∆Tc mediante la relación ∆Tc = T0 –Tc se puede calcular la temperatura del punto de congelación de las disoluciones Ejemplo de cálculo Urea m = 0. 99 ¿ error glucosa=¿ 1.3°C (KCl y CaCl2) Sistema Concentración (M) Tf (°C) Tf (°C) Disoluciones acuosas de KCl 0.2 1.9 1.6 1. TABLA 2.25 M 0.4 Disoluciones acuosas de CaCl2 0. Valores de la temperatura de congelación y de la disminución de la temperatura de congelación del agua y de las disoluciones de cloruro de potasio y cloruro de calcio.75 M -2.2 2.2 -3.86 SEGUNDA PARTE: DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE VAN’T HOFF PARA EL CLORURO DE POTASIO Y EL CLORURO DE CALCIO. Tf H2O -0.1 0.4 1.Urea Y=2x Kc =2 Kg ° C mol Glucosa Kg ° C mol Y= 2.3 Kc=2.3 -3.0 -4.5 4.25 M -1.75 M -1.4 5.86 Kg ° C Kg ° C −2.0 M -5.92 mol mol ¿ ¿ x 100=56.93 Cálculo del porcentaje de error: Kg ° C Kg ° C −2 mol mol ¿ ¿ x 100=7.50 M 0.52 ¿ error urea =¿ 1.5 2.1 .92x-0.7 3.3 3.0 M -3.50 M 0. 40 1.60 0.63x + 0..00 1.98 Linear4(Disminución de la temperatura de congelación en función de Kc*m (KCl)) ΔTc (°C) 3 f(x) = 1.00 Kc *m .25 R² = 0.5 R² = 0.40 0.60 1.80 2. Factor de Van´t Hoff para el KCl y el CaCl 2 Gráfico de ΔTc en función de Kc *m 6 Disminución de la temperatura de congelación en función de Kc*m (KCl) 5 f(x) = 2.71x + 0.20 1.80 1.20 0.97 Disminución de la temperatura de congelación en función de Kc*m (CaCl2) 2 1 Linear (Disminución de la temperatura de congelación en función de Kc*m (CaCl2)) 0 0. Gráfico 2. 5 i exp=1. 2.6 2 | error CaCl = 2 | (3−2. La ecuación que representa este comportamiento es Donde: ∆ T c =K c m .7 3 ANÁLISIS DE RESULTADOS 1. *KCl y=1. la disminución de la temperatura de congelación aumenta. Cuando la temperatura permanece constante el sistema está sufriendo un cambio de fase.La pendiente de la ecuación de la recta para el KCl y el CaCl 2 nos proporciona el valor del factor de Van´t Hoff para cada electrolito.634x+0.709) x 100=9.709x+0.se observa que la ∆ T c es proporcional a laconcentración .634 i teo=2 *CaCl2 y=2.634) x 100=18.709 i teo=3 Cálculo de porcentaje de error: | error KCl = | (2−1. Explicar qué ocurre en los sistemas objeto de estudio cuando la temperatura permanece constante. Se observa que al aumentar la concentración.25 i exp=2. Explicar el comportamiento de las gráficas de la disminución de la temperatura de congelación en función de la concentración de urea y de glucosa y proponer las ecuaciones que la describan. el cual cede energía a los alrededores. 52 ¿ error urea =¿ 1.92 mol mol ¿ ¿ x 100=56. Calcular el valor de las pendientes de las gráficas (1a y 1b). explicando cuál es el significado de cada uno de los términos. La ecuación que describe el comportamiento los gráficos es .∆ T c =Disminuciónde latemperatura de congelación K c =Constante crioscópica m=molalidad 3. Kg ° C Kg ° C −2 mol mol ¿ ¿ x 100=7. analizar sus unidades y explicar que representa este dato.86 5.86 Kg ° C Kg ° C −2. Urea m=Kc= 2 Kg ° C mol Glucosa m=Kc= 2. 4. Analizar las gráficas 2a y 2b y proponer las ecuaciones que las describan.99 ¿ error glucosa=¿ 1. Comparar los valores obtenidos en el punto (3) con el reportado en la literatura y calcular el porcentaje de error.92 Kg ° C mol Nos indica cuantos grados desciende la temperatura de fusión del agua al añadir un soluto. 634 CaCl2 i teo=2 i exp=2. Explicar por qué no se determinó el valor del factor de van’t Hoff para las disoluciones de urea y de glucosa.709 i teo=3 Las diferencias observadas se deben a que el electrolito no tendrá una completa disociación en la disolución. Explicar el comportamiento observado (proponer a qué se pueden deber las diferencias que se observan en la disminución de la temperatura de congelación de las disoluciones de urea y glucosa para la una misma concentración. Debido a que las disoluciones de urea y glucosa no se disocian en iones (disoluciones no electrolitos) 8. 7. . indicar a qué se pueden deber las diferencias observadas en la disminución de la temperatura de congelación de las disoluciones de cloruro de potasio y cloruro de calcio para una misma concentración. habrá mayor interacción entre los iones y tenderán a formar pares iónicos. señalar a qué se deben las diferencias que se observan en la disminución de la temperatura de congelación de las disoluciones de no electrolitos y de electrolitos para una misma concentración. Los valores que se obtienen son: KCl: i exp=1. debido que al aumentar la concentración. Comparar los valores del factor de van’t Hoff obtenidos para cada electrolito con los teóricos y explicar a qué se deben las diferencias encontradas.∆ T c =i K c m Donde: ∆ T c =Disminuciónde latemperatura de congelación K c =Constante crioscópica i=Factor de van´ t Hoff (Medida de disociación de un electrolito en disolución) m=molalidad 6. disminuye la concentración efectiva. 75m y 1. se mezclaron con otras disoluciones.7°C. . por lo que se puede suponer que los errores se debieron a que las determinaciones de cada disolución fueron hechas por dos personas distintas.99% de la Kc experimental con respeto al teórico que fue de 2. solo que en las disoluciones de electrolitos se observa un mayor descenso en la temperatura de congelación.Por lo que se obtuvo un error del 56. En el caso de las disoluciones de urea y glucosa se esperaba que el comportamiento fuera similar pues se está midiendo una propiedad del disolvente y del número de partículas. con distintos equipos o que el termómetro no estaba calibrado.52% lo que indica que se trabajó bajo las mejores condiciones experimentales. pero estos valores difieren debido a que se toma en cuenta que también existe interacción entre los iones y estos forman pares iónicos.Se observa que ∆Tc fue directamente proporcional a la concentración en las disoluciones de electrolitos y no electrolitos. que en la de KCl.634. esto se debe hay que hay una mayor disociación y que el ∆ T c es directamente proporcional a la cantidad de partículas presentes en la disolución y se ve expresada por la ecuación: ∆ T c =i K c m y de acuerdo al valor de van´t Hott del KCl es de 1.92 Kg ° C mol .86°C. teóricamente el KCl y CaCl 2. hubo un error al etiquetar las disoluciones (equivocación de disolución). que pudieron deberse a un error al preparar las disoluciones. por lo que se toma en cuenta que el soluto no se encuentra disociado totalmente en la disolución. En las disoluciones de glucosa 0.709. pero experimentalmente se obtuvo 2. pues en la disolución de 1m de glucosa la disminución de temperatura de congelación teórica era de 1. Mientras que el valor de la Kc de la urea fue de 2 Kg ° C mol con un porcentaje de error del 7. que en las disoluciones de no electrolitos. Se observa que el gráfico de la glucosa tiene una pendiente más prolongada que la urea.0m se tuvo un descenso mayor de la temperatura de congelación a la que se esperaba. por lo que se puede suponer que las disoluciones tenían una concentración mayor a la cual se indica en la etiqueta. lo que nos indica que hay mayor número de partículas(concentración efectiva de iones ) en la disolución de CaCl2 . mientras que el de CaCl2 es de 2. el factor de van´t Hoff debería de ser 2 y 3. En las disoluciones de electrolitos con la misma concentración se observó que la disolución de KCl tuvo un descenso menor en la temperatura de congelación con respecto la disolución de CaCl2. respectivamente. 92 Kg ° C mol . Al aumentar la concentración de la disolución. Concentración Tf NH2CONH2 Tf C6H12O6 Tf KCl Tf CaCl2 (m) 1. La disminución de la temperatura de congelación para las sustancias de no electrolitos fue menor en comparación con las disoluciones de electrolitos. Tabla 3. depende del número de partículas que hay en la disolución.50 0.2 1.0 0.634 y CaCl2 de 2. hay un mayor descenso en la temperatura de congelación. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA .Por lo que se puede ver es que el descenso de la temperatura de fusión depende del número de partículas que se encuentren disueltos en el disolvente. (Glucosa).0 0.4 2.1 (°C) 5. mientras mayor sea el número mayor será la disminución. El descenso de la temperatura de fusión.1 0.0 1.2 3 1. a diferentes concentraciones.9 2.5 CONCLUSIONES El valor de la Kc del agua fue de 2 Kg ° C mol (Urea) y 2.5 1. Comparación de la disminución de la temperatura de congelación para las disoluciones de electrolitos y no electrolitos.8 1.5 (°C) (°C) 3.7 1. EL factor de van´t Hoff del KCl fue de 1.3 2.25 (°C) 2.709. entre mayor habrá un mayor descenso.1 4. La Kc es una propiedad del disolvente.75 0. Levaine.1. Pearson Educación.. . . 2. “Principios de fisicoquímica”. Brusten. T. La Ciencia Central.. México. Ira. 5ed. 458-478. B. Brown. LeMay. 7ª edición. Mc Graw Hill. (1997). p. Química. E. (2001).