UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS “ESPE”
Ingeniería en Biotecnología LABORATORIO DE QUÍMICA I TEMA: PROPIEDADES COLIGATIVAS - ELEVACIÓN DEL PUNTO DE EBULLICIÓN INTEGRANTES: I.STEPHANIE HERNANDEZ II.CHRISTIAN II.CHRISTIAN BORJA III.MARTHA ENRÍQUEZ DOCENTE: ING. MIREYA FONSECA NRC: 3149 FECHA DE LA PRÁCTICA: 13/07/2018 FERCHA DE ENTREGA: 20/07/2018
SANGOLQUÍ – ECUADOR ECUADOR
I.
OBJETIVOS: a. GENERAL: Determinar el peso molecular de un soluto aplicando los conceptos de la propiedad coligativa de aumento del punto de ebullición del solvente puro en soluciones no volátiles y no electrolíticas (ebulloscopia). b. ESPECÍFICOS: -
II.
Seguir los pasos operativos mostrados en la guía de práctica de manera ordenada y secuencial. Llevar un claro registro de los datos obtenidos para efectuar el cálculo del peso molecular del compuesto desconocido. Manipular el instrumental con sumo cuidado y paciencia de forma que los resultados que se obtengan sean muy precisos.
MARCO TEÓRICO:
Propiedades Coligativas Las propiedades coligativas son aquellas que dependen únicamente del número de moléculas de soluto que se encuentren disueltas en la solución, mientras que no dependen de la naturaleza del soluto o del solvente. Las propiedades coligativas son cuatro: -
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Descenso en la presión de vapor: es una propiedad que dicta que cuando se agrega un soluto no volátil y no electrolítico a un solvente puro, se puede apreciar que la presión de vapor que tenía previamente el solvente puro presenta una disminución. Se presenta que el descenso de la presión de vapor, de acuerdo con la ley de Raoult, es igual al producto de la presión de vapor del solvente puro por la fracción molar del solvente.
Crioscopía: es una propiedad que expresa que dado el descenso de la presión de vapor en una solución, disminuye la temperatura de congelación en función del número de moles de soluto que se haya adicionado al solvente puro. Mediante el cálculo del descenso de la temperatura de congelación de una solución es posible calcular el peso molecular del soluto. Cuando se presentan soluciones diluidas el descenso del punto de congelación es directamente proporcional a la concentración molal de la solución. Por lo que se presenta la siguiente fórmula, donde θc representa la temperatura de congelación inicial o del solvente puro menos la temperatura de congelación
final o de la solución y Kc representa la constante crioscópica, misma que depende del compuesto al que corresponda el solvente puro.
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Presión Osmótica: es la presión que debe ser ejercida sobre una solución para impedir la ósmosis. Mientras que ósmosis se define como el fenómeno por el cual al tener dos soluciones de diferente concentración, separadas por una membrana semipermeable, el solvente de la solución menos concentrada se dirige hacia la solución más concentrada. Con frecuencia se emplean las relaciones en las que la presión osmótica está incluida, con el fin de calcular el peso molecular del soluto.
Ebulloscopía: La ebulloscopía o aumento de la temperatura de ebullición es una propiedad coligativa causada debido a que al agregar un soluto no volátil y no electrolítico a un solvente puro, se produce una disminución de la presión de vapor de la solución, lo que a su vez, causa el dicho aumento en la temperatura de ebullición, en una cantidad que depende del número de moles del soluto presentes en la solución. Se obtiene entonces la fórmula siguiente, donde θb representa
la temperatura de ebullición final o de la solución menos la temperatura de ebullición inicial o de solvente puro y Kb representa la constante ebulloscópica, la que depende del compuesto que corresponda al solvente puro.
Esta fórmula puede ser expresada también de la siguiente manera, donde g1 corresponde al peso en gramos de soluto, g2 al peso en gramos del solvente y donde PM representa el peso molecular del soluto.
De esta fórmula se puede despejar el peso molecular del soluto, que está generalmente que está expresado como PM:
III.
PROCEDIMIENTO: 1) Armar el equipo de ebulloscopia y encender la camisa de calentamiento en el enchufe de 110v. 2) Determinar un volumen de 25ml. de agua destilada de (d= 1g/ml.) y colocarlos en el tubo interior del sistema esperar que aumente la temperatura del agua por convección. 3) Pesar 1g. de soluto en la balanza analítica y posteriormente elaborar una pastilla cuyo peso será determinado nuevamente. 4) Una vez que la temperatura del solvente puro (agua) alcance el punto de ebullición en el sistema, se anota el valor y se agrega la pastilla del soluto. 5) Se espera que alcance la temperatura de ebullición la solución y se anota el valor. 6) Proceder a realizar los cálculos requeridos.
IV.
MATERIALES Y REACTIVOS:
La balanza digital ,es un instrumento de laboratorio que mide la masa de un cuerpo o sustancia química, utilizando como medio de comparación la fuerza de la gravedad que actúa sobre el cuerpo.
Aparato Dean-stark ,en el laboratorio quimico, el aparato Dean-Stark más utilizado consta de una pieza vertical cilíndrica de vidrio,a menudo con graduación volumétrica en toda su longitud y con un grifo de precisión en la parte inferior de manera similar a una bureta.En la parte superior del cilindro se acopla la parte inferior del condensador de reflujo (refrigerante).
Los termómetros digitales son aquellos que, valiéndose de dispositivos transductores, utilizan luego circuitos electrónicos para convertir en números las pequeñas variaciones de tensión obtenidas, mostrando finalmente la temperatura en un visualizador.
V.
El hidróxido de sodio (NaOH), hidróxido sódico o hidrato de sodio, también conocido como soda cáustica o sosa cáustica, es un hidróxido cáustico usado en la industria (principalmente como una base química) en la fabricación de papel, tejidos, y detergentes.
VI.
ACTIVIDAD A REALIZAR: Se coloca 250ml de agua pura en el tubo de ensayo en el sistema de calentamiento, por medio de la camisa de calentamiento alcanzamos la temperatura de ebullición del agua pura Tb solvente puro, luego colocamos la pastilla de 1gr. de soluto desconocido en el sistema y observamos que la temperatura aumenta en razón proporcional a la masa de la pastilla de soluto Tb solución. Determinamos el aumento del punto de ebullición b y procedemos a calcular el Pm del soluto de acuerdo a la siguiente razón matemática. Pm soluto= Kb x g soluto (pastilla) x 1000 / θb x g solvente puro (agua)
VII.
OBSERVACIONES Y RESULTADOS OBTENIDOS:
CÁLCULOS: θb= Tb solución – Tb solvente puro θb= 91,7 °C – 91,3 °C θb= 0,4 °C → Aumento del punto de ebullición
PM soluto= Kb x g soluto (pastilla) x 1000 / θb x g solvente puro (agua) Siendo Kb= 0,5140°C/m se tiene: PM soluto= (0,5140°C/m) x (0,9420g) x 1000 / (0,4 °C) x (25g) PM soluto= (0,5140°C/m) x (0,9420g) x 1000 / (0,4 °C) x (25g) PM soluto= (484,2) / (10) PM soluto= 48.42g ≈ 50g. Se pudo evidenciar la existencia de un aumento en la temperatura de ebullición de la solución luego de haber agregado el soluto. Al realizar el cálculo del peso molecular del soluto en función de la ebulloscopía se encontró que el valor obtenido es equivalente a 48.42g ≈ 50g.
VIII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: o
o
Al agregar un soluto a un solvente se produce un aumento de la temperatura de ebullición, tal como se pudo evidenciar en la práctica. Mediante la relación que existe entre el número de moles del soluto en la solución, la constante ebulloscópica del solvente, y la diferencia entre las temperaturas de ebullición del solvente puro y de la solución; se logró
obtener con éxito el peso molecular aproximado del soluto empleado.
IX. ANEXOS:
X.
BIBLIOGRAFÍA: Luis Escobar. (2010). Fundamentos de Química General. Miranda, J. (2011). Ebulloscopia. [online] Prezi. https://prezi.com/sqgcnjzigsfo/ebulloscopia/
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