CRIOSCOPIA

 RESUMEN El descenso crioscópico de una solución diluida depende de la concentración de soluto y del tipo de solvente utilizado, observando el descenso del punto de congelación de la disolución. Esta es una de las propiedades coligativas que depende principalmente del número de partículas disueltas. En la  práctica se prepararon cinco soluciones acuosas de 20 ml de agua destilada, destilada, cada una con 10, 20, 0, !0 y "0 # de azúcar respecti respectivame vamente nte y otra muestra muestra de 20 ml de agua destilada destilada con una solución desconocida al 0#, se determino que la temperatura de congelación $ue de %1.2, %.2, %.!,%!., %&.2 para cada una de las soluciones soluciones y de %2". para la desconocida, desconocida, por ende la cantidad de solut soluto o de una soluci solución ón es inver inversam sament entee propor proporcio cional nal a la temper temperatu atura ra de congel congelaci ación ón del disolvente, ya que cuando e'iste mayor concentración de soluto su punto de congelación con respecto al gua es menor. (alabras clave) crioscopia, número número de partículas disueltas disueltas y temperatura de congelación. congelación.

 INTRODUCCIÓN  El descenso crioscópico o descenso del punto de cong congel elac ació ión n de una una solu soluci ción ón dilu diluid idaa depende de la concentración de soluto y del tipo de solvente solvente utilizado. utilizado. *as propiedade propiedadess que dependen principalmente del número de  partículas disueltas en lugar de la naturaleza de estas estas partíc partícul ulas as se llaman llaman propie propiedad dades es coligativas El desc descen enso so crio criosc scóp ópic ico o y el aum aumento ento ebul ebullo losc scóp ópic ico o está están n rela relaci cion onad ados os con con el desc descen enso so de la pres presió ión n de vapo vaporr en una una disolució disolución n con respecto respecto al disolven disolvente te puro, puro, como se observa en el diagrama de $ases las curvas representan las pare+as de valores p, en que coe'ist coe'isten en en equili equilibri brio o dos de las $ases. $ases. El punto punto de inter intersec secció ción n de las tres curvas curvas corres correspon ponde de al punto punto triple triple en que coe'isten en equilibrio las tres $ases a la vez. *a presencia de solidos modi$ica la presión de vapor del disolvente puro -/ y tambin la relación p% de equilibrio solido  liquido. *a curva punteada punteada - / / re$le+a re$le+a las relaciones p%  en presencia de solutos en la $ase liquida.

Figura 1. Diagrama de Presión-Temperatura del  disolvente y la solución

(ara (ara calc calcul ular ar el desc descen enso so en el punt punto o de congelación de una solución -di$erencia entre la temperatu temperatura ra de congelació congelación n del solvente solvente  puro y la temperatura de congelación de la solu soluci ción ón/, /, se pued puedee apli aplica carr la sigu siguie ient ntee ecuación) ∆T c = T o − T  f  

 3c m

 Ecuación 1. Descenso crioscópico ∆T 

4onde 4onde c es el descenso crioscópico, 3c es una una cons consta tant ntee cara caract cter erís ísti tica ca de cada cada solv solven ente te deno denomi mina nada da cons consta tant ntee mola molall o crioscópica y m es la molalidad del soluto.

5on ayuda de la ecuación 1 tambin se puede terminar la masa molar de un soluto)  M 

 Kc m sto

sto 

m ste

 Ecuación 2. Masa molar del soluto 4onde m sto es la ma sa del soluto -g/ y m

ste la masa del solvente -6g/ /-7sorio, 8. 2009/ (or lo tanto el ob+etivo de la práctica es evaluar las propiedades coligativas del descenso crioscópico de una solución y determinar la sustancia problema por medio de su curva de en$riamiento.

 MATERIALES Y MÉTODOS  :e pesaron 2, !, &, ;, y 10g de azúcar en una balanza analítica con precisión de 0.0001 g  y se realizó una disolución de 20ml de agua destilada para cada una de las muestras y así obtener soluciones al 10, 20, 0, !0 y "0 # -p  para la muestra problema se tomó una muestra de 20 ml de agua destilada con una solución al 0# desconocida, es decir  ;g. odas estas soluciones se vertieron en vasos y se enumeraron, se determinó en cada caso la temperatura de congelación, para esto a todas las soluciones se les introdu+o termopares tipo 6, teniendo en cuanta que no tocaran las paredes del vaso, luego se depositaron en el súper congelador a %!9?5 y mediante un 4atalogge se @icieron las respectivas lecturas de temperatura, tomando los datos cada minuto @asta que esta tomara un valor constante

Figura 2. Datalogger de temperatura  RESULTADOS Y DISCUSION 5uando los datos de la temperatura,  permanecen constantes en el tiempo, es  porque las sustancias están pasando por la etapa de calor latente de solidi$icación, temperatura a la cual stas se congelan> las

temperaturas de congelación @alladas e'perimentalmente para las di$erentes muestras y el comportamiento del descenso crioscópico en las soluciones de sacarosa es acorde con lo revisado en la literatura, ya que al aumentar la cantidad de soluto la temperatura de congelación disminuye con respecto a la del disolvente  puro -7sorio, 2009/. En la tabla 1 -ver ane'os/ se registró las temperaturas de congelación @alladas e'perimentalmente para las di$erentes muestras y en la tabla 2 -ver ane'os/ el descenso crioscópico de las muestras.

 pura puesto que los solutos @acen cierta resistencia a que las se +unten y presente el $enómeno de congelación, por tanto @abría una trans$erencia de energía adicional para que se congele lo que implica menor  temperatura de congelación. -:ien6o et al., 199&/.

Gráica 1. Curva de enfriamiento En la grá$ica 1 se puede observar como el  punto de congelación para cada solución con respecto al del agua es menor debido a la  presencia de solutos en cada solución, se analiza que progresivamente cuanta mayor  sea la concentración de la solución su punto de congelación disminuye  proporcionalmente, este mismo comportamiento se observó en la tabla  de molalidades, ya que por medio de la ecuación 2, se puede obtener la masa molecular de las disoluciones, donde 3c es 1.;& que representa la constante crioscópica del agua - disolvente/ y A5 la temperatura de congelación que está registrada en la tabla 2 de los ane'os. :e obtuvo molalidades muy  pequeBas, ya que se traba+o con pocas cantidades de soluto y se observó que estas eran directamente proporcionales con la cantidad de soluto suministrado, a di$erencia de la sustancia desconocida que presenta una molalidad menor de 0.0"1!C, esto se da  porque el descenso crioscópico -2!.1/ es mayor que las otras disoluciones. D nivel molecular se presenta interacciones de la molcula del soluto con la del agua, cuando se alcanza en la disolución una sola $ase se presenta enlaces entre el agua y el soluto, de esta manera cuando se lleva la solución a ba+as temperaturas su punto de congelación estará por deba+o de el de agua

8especto a los solutos presentes se sabe que en la solución, el en$riamiento lento se da  por un progresivo descenso en la temperatura de congelación, por esta razón la curva de en$riamiento de un alimento el cual tiene una cierta cantidad de solutos, presentaría una menor pendiente que corresponde a la eliminación por un lado de calor latente del @ielo en $ormación y por otro lado de calor  sensible de la disolución residual en su en$riamiento necesario para la progresiva congelación, en procesamientos de en$riamiento rápido para la $ormación de cristales puede in@ibirse por problemas cinticos dando lugar a un sistema sub% en$riado. D nivel industrial este $enómeno  puede presentar importantes repercusiones en las alteraciones de productos congelados>  pueden aumentar las velocidades de algunas reacciones deteriorativas a pesar de las ba+as temperaturas que pueden ser relevantes en  productos celulares con membranas  biológicas. *a crioconcentracion puede utilizarse para concentrar líquidos con sustancias termolábiles, como zumos de $ruta. Energticamente la crioconcentracion es una operación más económica que la evaporación de agua, aunque el rendimiento va ligado a los cristales $ormados. -=alencia., 199;/

CONCLUSIONES  *a cantidad de soluto de una solución es inversamente proporcional a la temperatura de congelación del disolvente, ya que cuando e'iste mayor concentración de soluto su  punto de congelación con respecto al agua es menor.

El descenso crioscópico de una solución es directamente proporcional a la molalidad de dic@a solución. El punto de congelación de una solución no es la temperatura a la cual la solución como un entero se convierte en una masa sólida, sino que es la temperatura donde la solución comienza a depositar el solvente al estado sólido.

 !I!LIOGRAFIA •

•

•

:ien6o, C.., -199&/. (roblemas de química. Editorial revert. página) 191% 192 Cartinez, F., 5@iralt, D., Gito, ( -199;/. ermodinámica y cintica de sistemas alimento entorno. :ervicio de  publicaciones. (ágina) ;%;H Iiraldo, 8.4.7. -2009/. Canual de tcnicas de laboratorio químico) Editorial Jniversidad de Dntioquia.

 ANE"OS  Ta#$a 1 8esumen de resultados. .

CJE:8D Dgua pura :olución sacarosa 10# :olución sacarosa 20# :olución sacarosa 0# :olución sacarosa !0# :olución sacarosa "0# :olución desconocida

 congelación -?5/ %1.2 %1.2 %.2 %.! %!. %&.2 %2".

Ta#$a 2. 4escenso crioscópico de las muestras. CJE:8D Dgua pura :olución sacarosa 10# :olución sacarosa 20# :olución sacarosa 0# :olución sacarosa !0# :olución sacarosa "0# Cuestra problema

Kc 0 0 2 2.2 .1 " 2!.1

Ta#$a %  Colalidad de las soluciones .

CJE:8D Dgua pura :olución sacarosa 10# :olución sacarosa 20# :olución sacarosa 0# :olución sacarosa !0# :olución sacarosa "0# Cuestra problema

Colalidad -mol