República Bolivariana de Venezuela Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior Universidad Rafael Urdaneta Maracaibo Estado Zulia
EBULLOSCOPIA Informe 1, lab. Fisicoquímica
Cuenca, orena! C!"!#$!%&#!'$' izardo, (at)erine! C!"!*+!*%*!%%$ Martnez, -uan! C!"!#$!$%%!.//
INDICE RESUME0!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!! 1B-E2"V1S 3E 4 PR5C2"C4!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! PR5C2"C4!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 6U034ME021S 2E1R"C1S!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!! P4R2E P4R2E E7PER"ME024!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! E7PER"ME024!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!! 3escripción del E8uipo!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Materiales 9 Reactivos Utilizados!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Utilizados!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! PR1CE3"M"E021!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!! 3421S 3421S E7PER"ME024ES!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! E7PER"ME024ES!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!! !!! 1tros datos e:peri;entales!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! e:peri;entales!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! RESU2431S!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
16
RESUMEN
En las disoluciones, las propiedades fsicas dependen del nú;ero 9 no del tipo de partculas de soluto se deno;inan propiedades coli=ativas! El trata;iento ;ate;>tico de estas propiedades suele efectuarse con facilidad si se e:presan las concentraciones en unidades de ;olalidad! as de;>s unidades de concentración son ;>s útiles para describir las propiedades 8u;icas! a ;olalidad, ;, de un soluto en disolución es el nu;ero de ;oles de soluto por ?ilo=ra;o de disolvente @no de disoluciónA!El obetivo de esta e:periencia fue estudiar el efecto de un soluto no vol>til sobre la te;peratura de ebullición de un disolvente, deter;inando su peso ;olecular ;ediante ebulloscopia! Para tal an>lisis se )izo uso del Clorofor;o @CCl &A co;o solvente en un tubo de ensa9o 9 se ;idió su punto de ebullición, posterior;ente se a=re=aron *= de un soluto no vol>til! Se pudo co;probar 8ue la adición de un soluto au;enta el punto de ebullición, en este caso se apreció una diferencia de & =rados entre el punto de ebullición del solvente puro 9 el punto de ebullición con cierta cantidad de soluto!
16
OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA
•
•
•
Evidenciar el efecto en el punto de ebullición de un solvente en presencia de un soluto! 1btener los datos e:peri;entales necesarios para el c>lculo de la constante ebulloscopica! 3eter;inar los datos e:peri;entales necesarios para calcular el peso ;olecular de un soluto no vol>til desconocido!
16
FUNDAMENTOS TEORICOS Es esencial el conoci;iento de los si=uientes conceptos
Propiedades Coligatias! En 8u;ica se lla;an propiedades coli=ativas a8uellas propiedades de una disolución 8ue dependen única;ente de la concentración @=eneral;ente e:presada co;o concentración ;olar , es decir, de la cantidad de partculas de soluto por partculas totales, 9 no de la naturaleza o tipo de soluto! Est>n estrec)a;ente relacionadas con la presión de vapor , 8ue es la presión 8ue eerce la fase de vapor sobre la fase l8uida, cuando el l8uido se encuentra en un recipiente cerrado! a presión de vapor depende del solvente 9 de la te;peratura a la cual sea ;edida @a ;a9or te;peratura, ;a9or presión de vaporA! Se ;ide cuando el siste;a lle=a al e8uilibrio din>;ico, es decir, cuando la cantidad de ;olDculas de vapor 8ue vuelven a la fase l8uida es i=ual a las ;olDculas 8ue se transfor;an en vapor! 3ic)as propiedades no =uardan nin=una relación con el ta;ao ni con cual8uier otra propiedad de los solutos! Son función sólo del nú;ero de partculas 9 son resultado del ;is;o fenó;enoF el efecto de las partculas de soluto sobre la presión de vapor del disolvente! Siendo las propiedades coli=ativas las si=uientesF •
Des"e#so de la presi$# de apor
Cuando se prepara una solución con un solvente 9 un soluto no vol>til @8ue se transfor;ar> en =asA 9 se ;ide su presión, al co;pararla con la presión de vapor de su solvente puro @;edidas a la ;is;a te;peraturaA, se observa 8ue la de la solución es ;enor 8ue la del solvente! Esto es consecuencia de la presencia del soluto no vol>til! 4 su vez, cuando se las co;paran las presiones de vapor de dos soluciones de i=ual co;posición 9 diferente concentración, a8uella solución ;>s concentrada tiene ;enor presión de vapor! El descenso de Dsta se produce por dos razonesF por probabilidad, pues es ;enos probable 8ue e:istan ;olDculas de disolvente en el l;ite de ca;bio, 9 por co)esión, pues las ;olDculas de soluto atraen a las de disolvente por lo 8ue cuesta ;>s el ca;bio! a presión de vapor de un disolvente desciende cuando se le aade un soluto no vol>til!
16
•
Des"e#so "rios"$pi"o
El soluto obstaculiza la for;ación de cristales sólidos, por ee;plo el l8uido anticon=elante de los ;otores de los auto;óviles tiene una base de a=ua pura a presión at;osfDrica se con=elara a +GC dentro de las tuberas 9 no resultara útil en lu=ares fros! Para evitarlo se le a=re=an ciertas sustancias 8u;icas 8ue )acen descender su punto de con=elación! ΔT = K f · m
m es la ;olalidad! Se e:presa en ;oles de soluto por ?ilo=ra;o de
disolvente @;olH?=A! ΔT f es el descenso del punto de con=elación 9 es i=ual a T f - T donde T es el punto de con=elación de la solución 9 T f es el punto de con=elación del disolvente puro! K f es una constante de con=elación del disolvente! Su valor, cuando el
solvente es a=ua es #,%I GC ?=H;ol! •
Presi$# os%$ti"a
a ós;osis es la tendencia 8ue tienen los solventes a ir desde zonas de ;enor concentración )acia zonas de ;a9or concentración de soluto! El efecto puede pensarse co;o una tendencia de los solventes a JdiluirJ! Es el pasae espont>neo de solvente desde una solución ;>s diluida @;enos concentradaA )acia una solución ;enos diluida @;>s concentradaA, cuando se )allan separadas por una ;e;brana se;iper;eable! a presión os;ótica @KA se define co;o la presión re8uerida para evitar el paso de solvente a travDs de una ;e;brana se;iper;eable, 9 cu;ple con la e:presiónF @2a;biDnF K L @nRT A H V A
n es el nú;ero de ;oles de partculas en la solución! R es la constante universal de los =ases , donde R L %!&#//'* - ( N#
;olN#!
T es la te;peratura en (elvin!
2eniendo en cuenta 8ue nHV representa la ;olaridad @MA de la solución obtene;osF
4l i=ual 8ue en la le9 de los =ases ideales, la presión os;ótica no depende de la car=a de las partculas!
16
•
A&%e#to e'&llos"$pi"o
4l a=re=ar ;olDculas o iones a un solvente puro la te;peratura en el 8ue Dste entra en ebullición es ;>s alto! Por ee;plo, el a=ua pura a presión at;osfDrica ebulle a #++ GC, pero si se disuelve al=o en ella el punto de ebullición sube al=unos =rados cent=rados! ΔT b = K b · m
m es la ;olalidad! Se e:presa en ;oles de soluto por ?ilo=ra;o de
disolvente @;olH?=A! ΔT b es el au;ento del punto de ebullición 9 es i=ual a T - T b donde T es el punto de ebullición de la solución 9 T b el del disolvente puro!
K b es una constante de ebullición del disolvente! Su valor cuando el
solvente es a=ua es +,.#* GC ?=H;ol! 4tendiendo a la definición de au;ento ebulloscópico es necesario el estudio del concepto de ebulloscopia!
E'&llos"opia! Es la deter;inación del punto de ebullición de un l8uido en el 8ue se )alla disuelta una sustancia, lo 8ue per;ite conocer el =rado de concentración de la solución! El soluto 8ue se encuentra en un l8uido dis;inu9e su presión de vapor , lo 8ue se traduce en un incre;ento del punto de ebullición! 3e acuerdo con la e9 de Raoult, este incre;ento del punto de ebullición en relación al del disolvente puro es proporcional a la ;olalidad de la sustancia disuelta! El au;ento del punto de ebullición de una solución @3 2 bA, con respecto al punto de ebullición del solvente puro, al disolver en Dl un soluto no salino 9 no vol>til, est> dado porF 32b L ;(e 3ondeF ; es la ;olalidad 9 ?e es la constante ebulloscópica del solvente! 2a;biDn se le deno;ina constante ;olal del punto de ebullición! a constante ebulloscópica @(eA es caracterstica de cada disolvente @no depende de la naturaleza del solutoA 9 para el a=ua su valor es +,.* OCH;olH(=! Esto si=nifica 8ue una disolución ;olal de cual8uier soluto no vol>til en a=ua ;anifiesta una elevación ebulloscópica de +,.* O C!
16
DESCRIPCION DE E(UIPOS Soor!e Uni"ersal
&erm(me!ro
&ubo $e Ensa'o %aso $e Precii!a$o
Planc#a $e Calen!amien!o
Materiales ) Rea"tios
Vaso precipitado
Soporte universal
2er;ó;etro
2ubo de ensa9o
2ubo capilar
2apón bi)arado
4=ua destilada
Solvente Clorofor;o (CHC )
Soluto desconocido
•
Vaso PrecipitadoF
16
Es un contenedor de l8uidos cilndrico, ec)o de vidrio o de =o;a! E:isten de varias capacidades desde #; )asta *, aun8ue suelen estar =raduados su, su =raduación es ine:acta! Su función principal es contener las sustancias a preparar o calentar en los laboratorios! •
Soporte universalF Es una barra de ;etal alta a la cual se le puede a=re=as anillos de fierro o pinzas para bureta, su función es sostener ;aterial de laboratorio al ;o;ento de realizar al=ún e:peri;ento, co;o ter;ó;etros, buretas, ;atraces de destilación, etc!
•
2er;ó;etroF Es un tipo de instru;ento de ;edición de calor 9 su función es ;edir la te;peratura la cual rodea el bulbo del ter;ó;etro, 9 es utilizado =eneral;ente para ;edir la te;peratura de las sustancias en el laboratorio!
•
2ubo de Ensa9oF Se trata de un pe8ueo tubo de vidrio con una de sus puntas abierta @la punta cerrada es redondeadaA, 9 su función es contener pe8ueas ;uestras li8uidas!
•
n )ec)as de ;etal, pl>stico o ;adera!
•
2ubo CapilarF Es un pe8ueo tubo de vidrio con un espesor de #;; 8ue posee sus dos puntas abiertas, 9 su función es contener pe8ueas cantidades de ;uestra sea li8uida o solida para ser utilizadas en pruebas de laboratorio, co;o por ee;plo, el ;Dtodo de sibolooff utilizado para deter;inar la te;peratura de ebullición de una solución!
•
2apón bi)aradoF Es un tapón )ec)o =eneral;ente de =o;a o de corc)o el cual posee dos orificios, es utilizado para tapar tubos de ensa9os los cuales contienen sustancias vol>tiles, 9 los orificios del tapón sirven, por ee;plo, para ;eter un ter;ó;etro 9 ;onitorear la te;peratura de una solución alta;ente vol>til!
16
PROCEDIMIENTOS
#! lene el vaso de precipitado )asta su capacidad con *1 del =rifo! *! Caliente en la planc)a )asta I.GC @&&%!#. (A &! Mide #* ;l de clorofor;o 9 trasvase a un tubo de ensa9o, tape in;ediata;ente con el tapón bi)arado 9 colocar en la =radilla! /! ea la te;peratura inicial del clorofor;o @ tL +A .! Selle el capilar por un e:tre;o e introduzca en el tubo de ensa9o con el e:tre;o sellado )acia arriba! I! "ntroduzca el tubo de ensa9o en el bao de a=ua @tL I.GCA 9 lea la te;peratura del clorofor;o casa &+ s=! '! Retire el tubo de ensa9o del bao 9 enfriD en el =rifo sin retirar el tapón @solo paredes e:ternasA! %! Retire el tapón 9 adiciones * =ra;os de soluto )asta disolución total! $! Repetir el paso I!
16
DATOS E*PERIMENTALES
Solvente Puro @Clorofor;oA
Tie%po +sg,
Te%perat&ra +-,
.
*$',#.
/.
&*I,#.
0.
&&&,#.
1.
&&/,#.
23.
&&/,#.
24.
&&/,#.
25.
&&/,#.
32.
&&/,#.
36.
&&/,#.
37.
&&/,#.
/..
&&/,#.
16
4dicionando *= de soluto! Tiempo (sg)
Temperatura (K)
0
)*+,1
30
-1,1
60
--/,1
90
---,1
120
--,1
150
--6,1
180
--+,1
210
--+,1
240
--+,1
270
--+,6
300
--+,6
Sacando un pro;edio de los cinco últi;os valores 2e;peratura @(A L &&'!&.
Otros datos! R =1.987202 cal k -1mol -1 =1000gr CHCl!= 119"!9 gr mol
-1
Tb= #2 oC $ 27!"1% = !!%"1& k Δ H' = 70&0 cal mol -1
16
RESULTADOS
Reali8a#do los "9l"&los ade"&ados para "ada "aso se o't&iero# los sig&ie#tes res<ados!
&b 0&emera!ura $el Sol"en!e
Res<ados O'te#idos 02:C +//0;24 -,
2 b 0Cons!an!e Ebullosc(ica
/;7035 -<%ol
/;55 -<%ol
3) 0Peso 3olecular $el Solu!o
241;1531 g<%ol
235;25 g<%ol
Valores Te$ri"os +Ta'&lados, 02:C +//0;24 -,
Resultados de laboratorio =raficados en función del tie;po en se=undos 9 de la te;peratura en oC
16
DISCUSION DE RESULTADOS
Los res<ados =&e o't&i%os #os di%os "&e#ta =&e los res<ados de E'&llos"opia ) peso %ole"&lar so# di>ere#tes el teori"o al o'te#ido de'ido a alg&# error e# la pra"ti"a
16
CONCLUSIONES
El au;ento de la te;peratura de ebullición es una propiedad coli=ativa 8ue fue deter;inada e:peri;ental;ente ;idiendo la te;peratura de ebullición del solvente puro siendo I#GC 9 lue=o la del solvente ;as un soluto desconocido obteniendo una te;peratura de ebullición de I/GC! 3e acuerdo con los resultados de vio un ascenso de &Gc , 9a 8ue la presión de vapor del solvente baa 9 es necesario ;a9or aplicación de calor para 8ue este lle=ue a su punto de ebullición o su e8uilibrio baro;Dtrico con respecto al a;biente! a constante ebulloscopia calculada fue ;u9 apro:i;ada a la tabulada con un valor &,'I*% ?H;ol
16
RECOMENDACIONES
Laar 'ie# los &te#silios a &tili8ar para eitar >allo e# "9l"&los o par9%etros de'ido a "o#ta%i#a"i$#? Te#er la o'sera"i$# del ter%$%etro de >re#te; )a =&e p&ede o"a"io#ar &#a >alla e# la le"t&ra Sellar 'ie# el "apilar =&e a)&da a o'serar la pri%era '&r'&@a de e'&lli"i$# del sole#te Ma#te#er el 'ao de ag&a "alie#te a la te%perat&ra i#di"ada )a =&e de lo "o#trario la tra#s>ere#"ia de "alor p&ede ser %a)or o %e#or a la #e"esaria; o"asio#a#do >alla e# te%perat&ras de e'&lli"i$# ) e# el tie%po e# el =&e se tarda?
16
BIBLIORAFIA
o
Maron, S Q Pruton, C! @#$$&A! Fisi"o=&%i"a? i;usa ile9F MD:ico!
o
)ttpFHHes!i?ipedia!or=Hi?iHPropiedadcoli=ativa
o
)ttpFHHpropiedadescoli=ativasdela;ateria!blo=spot!co;H*++$H+IHintroducc ion!)t;l
o
)ttpFHH!e)u!esHbio;oleculasHa=uaHcoli=ativas!)t;Tpo
o
)ttpFHHes!i?ipedia!or=Hi?iHEbulloscopC&43a )ttpFHHces!iisc!ernet!inHener=9HC*'+'$$H3HE0VHenvspHVol&&.!)t;
o
para el naftaleno )ttpFHHces!iisc!ernet!inHener=9HC*'+'$$H3HE0VHenvspHVol&#.!)t;
o
para el clorofor;o
16
APENDICE
Cal"&lo de -'
R L#!$%'*+* cal ? N#;olN# L#+++=r M CCl&L ##$,&$ =r ;ol N# 2bL I#oC *'&,#. L &&/!#. ? W v L '+/+ cal ;ol N# Sustitu9endo valores
Cal"&lo del peso Mole"&lar :
16
16
Cal"&lo de de error
Sustitu9endo valores
16
