Propiedades Coligativas Descenso Del Punto de Congelacion

PROPIEDADES COLIGATIVAS DESCENSO DEL PUNTO DE CONGELACION

Getial Jeison (1530712) [email protected]

UNIVERSIDAD DEL VALLE, DEPARTAMENTO DE QUIMICA LABORATORIO DE QUIMICA GENERAL DICIEMBRE 1 DE 2015 RESUMEN En el presente informe se da a conocer el resultado de una práctica llamada descenso del punto de congelación la cual es una de las propiedades coligativas de las soluciones El objetivo principal de esta práctica fue conocer y entender conceptos tales como concentración, temperatura, presión y descenso entre muchas otras. En la presente practica se crearon tablas donde representan valores que luego serán representados en gráficas para su mejor comprensión En esta práctica, lo primero fue pesar 5 gr de una sustancia desconocida, enseguida se colocó en un tubo de ensayo y se introdujo en un vaso de precipitados que contenía agua a una temperatura de 90 °C aproximadamente, esto se realizó con el fin de descongelar la sustancia. Luego se retiró el tubo de ensayo del vaso de precipitados y se procedió a tomar datos de temperatura agitando con un alambre en diversos sentidos. Continuamente se pesó 5 gr de otra sustancia y se la introdujo a la sustancia anterior que probablemente es un alcohol y se realizó el procedimiento anterior nuevamente

PALABRAS CLAVES Temperatura, descongelación, solución, presión

INTRODUCCION En las soluciones existen propiedades que definen diferentes comportamientos de las mismas. En las soluciones existen propiedades como son: presión de vapor, punto de ebullición, entre otras.

En esta práctica tuvimos la oportunidad de conocer el descenso del punto de congelación de una solución. El descenso en el punto de congelación es definido como el punto de congelación del solvente puro menos el punto de congelación de la solución. La congelación implica el orden de las moléculas que estaban en un sistema disperso y luego pasaron a formar un estado sólido completamente ordenado. Para ello el sistema debe liberar cierta cantidad de energía. Esto se denomina como un proceso exotérmico. En la práctica se realizó este trabajo con el fin de experimentar a que temperatura se congela dicha sustancia, para conocer la diferencia de temperatura y tiempo se realizó una tabla donde se explica todo el procedimiento que será presenta más adelante

METODOLOGIA 1.DETERMINACION DEL PUNTO DE CONGELACION DE UNA SUSTANCIA PURA a) pesar tubo de ensayo b) agregar 5 gr de muestra c) colocar agua caliente en un vaso de precipitados d) calentar el agua hasta una temperatura de 90 °C aproximadamente e) sumergir el tubo de ensayo en el agua caliente f) cuando la sustancia se haya fundido, sacar el tubo del baño de agua caliente g) tomar lecturas de tiempo y temperatura cada 30 sg y registrarlos h) agitar el sistema moviendo el alambre en diversos sentidos

2. DETERMINCION DEL PUNO DE CONGELACION DE LA SOLUCION a) pesar 5 gr de la sustancia problema b) transferirla al tubo de ensayo con la sustancia anterior c) fundir el contenido siguiendo los pasos anteriores d) tomar lecturas de temperatura y tiempo y registrarlos

DATOS, CALCULOS Y RESULTADOS 1 DETERMINACION DEL PUNTO DE COGELACION DE UNA SUSTANCIA PURA Se pesó tubo de ensayo en una pesa digital con precisión de ±0.1 g. Los resultados obtenidos se reflejan la siguiente tabla

TABLA 1. Peso tubo de ensayo INTENTOS

PESO EN GRAMOS

1 2 3 4

18.57 18.56 18.55 18.55

Para determinar el peso real del tubo de ensayo fue la idea de sumar estos valores y luego sacar el promedio de la suma de los mismos. Lo cual se refleja a continuación. (18.57+18.56+18.55+18.55) /(4) =18.55 gr Después de pesar los 5 gr de la muestra, estos fueron adicionados al tubo de ensayo para luego ser pesados con una aproximación de 0.1 gr. Los resultados se reflejan en la siguiente tabla TABLA 2. PESO DE LA MUESTRA Y EL TUBO INTENTOS

PESO EN GRAMOS

1 2 3 4

23.57 23.54 23.55 35.55

En este caso también se realizó la suma para sacar el promedio de estos valores. Lo cual se refleja a continuación (23.57+23.54+23.55+23.55) /(4) = 23.55 gr En un vaso de precipitados de 250 ml se coloca a calentar agua. Con el fin de utilizar como baño maría para el experimento. Al colocar el tubo de ensayo se observó que la sustancia empezó a cambiar su estado. Al observar esto se retiró el tubo de ensayo del baño y por consiguiente se empezó a tomar datos de tiempo y temperatura cada 30 sg. Estos datos están registrados en la siguiente tabla TABLA 3. DATOS DE TIEMPO Y TEMPERATURA TIEMPO (MIN)

TIEMPO (Sg)

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

0 30 60 90 120 150 180 210

TEMPERATURA (°C) 80 78 76 73 70 68 65 62

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10

240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600

60 58 56 55 53 52 50 50 50 48 48 48 48

Mirando las reacciones que sufre la sustancia se puede concluir que la sustancia sufre un punto de fusión a temperaturas un poco elevadas

2. DETERMINACION DEL PUNTO DE CONGELACION DE LA SOLUCION Se pesó 0.5 gr con aproximación de 0.1 gr de la sustancia nueva y esta sustancia se transfirió posteriormente al tubo de ensayo donde se obtuvo la solidificación de la sustancia pura. Posteriormente se colocó el tubo de ensayo en el baño maría para que la solución comenzara a transformarse, luego de esto se retiró el tubo de ensayo del baño maría y se realizó el paso siguiente y fue registrar datos de temperatura y tiempo que se ven reflejados en la siguiente tabla TABLA 4. DATOS DE TIEMPO Y TEMPERATURA DE LA SOLUCION TIEMPO (MIN)

TIEMPO (Sg)

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450

TEMPERATURA (°C) 82 80 76 74 70 68 66 63 61 59 58 56 54 52 52 50

8 480 48 8.5 510 48 9 540 48 9.5 570 48 10 600 48 observando el comportamiento de esta solución llegamos a la conclusión de que a pesar de que la sustancia se le agrego un soluto. Pues se observó que hay una diferencia mínima en este comportamiento comparado al de la sustancia

DISCUSIÓN DE RESULTADOS 1.DETERMINACION DEL PUNTO DE CONGELACION DE LA SUSTANCIA PURA Al observar los comportamientos de la sustancia pura se evidencia que en el momento de colocar esta sustancia en el baño de maría. Esta muestra comienza a cambiar su estado porque la muestra es alcohol Cetilico. Este alcohol tiene un punto de ebullición de 344 °C es por ello que cuando colocamos este alcohol en el baño maría a 90 °C aproximadamente, este alcohol comenzó de una manera lenta a cambiar de estado y paso a un estado líquido. En el momento en que fue retirado del baño maría, la temperatura del ambiente fue afectando el comportamiento de este alcohol. En tanto que empezaba el proceso de enfriamiento su temperatura disminuía y por ello este alcohol comenzaba a cambiar su estado, ósea a solidificarse. Después de cierto tiempo fuera del baño María y la temperatura fue bajando al pasar el tiempo, el alcohol se volvió a solidificar nuevamente a una temperatura de 48 °C en un tiempo de 10 minutos. Esto se debe porque el alcohol cetilico tiene el punto de fusión a una temperatura de 49 °C 2.DETERMINACION DEL PUNTO DE CONGELACION DE LA SOLUCION Esta solución presenta un comportamiento parecido, aunque la sustancia problema que utilizamos fue el alcohol estealirico. Este alcohol poco influyo en el comportamiento de la solución, pues los comportamientos con la sustancia pura fueron similares. Esto se debe probablemente a que el soluto tiene características comunes a las del solvente, por tanto, sus comportamientos son similares, por ello cuando la solución comenzó a cambiar su estado fue aproximadamente a los 86 °C muy similar a los de la sustancia pura, en el momento en que se retiró el baño María su comportamiento de tiempo con la temperatura fueron también similares a los de la sustancia pura. La sustancia llevada a cabo para el experimento no dejo nuestros deseos logrados pues aunque se sabe que el descenso en el punto de congelación se realiza así sea con sustancias no volátiles. Esta propiedad dice que siempre habrá un descenso de la presión de vapor respecto a los de la sustancia pura

CALCULOS 1.Elaborar una gráfica de temperatura como función de tiempo, con los datos obtenidos en el enfriamiento tanto del reactivo puro, como como de la solución conteniendo la sustancia desconocida. En su grafica determine los puntos de congelación del alcohol y de la solución. Ignore posibles regiones de sobreenfriamiento. Marque sobre las curvas, los puntos de congelación, mostrando el ɅTf. 2.Elaborar una gráfica como función del tiempo, con los datos obtenidos en el enfriamiento tanto el reactivo puro, como de la solución conteniendo la sustancia desconocida. En su grafica determine los puntos de congelación del alcohol y de la solución. Ignore posibles regiones de sobreenfriamiento. Marcar sobre las curvas, los puntos de congelación. Mostrando el T

TABLA DE VALORES DE TEMPERATURA VS

TEMPERATURA

Tiemp o (Sg)

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600

Alcoho l cetilic o +solut o 82 80 76 74 70 68 66 63 61 59 58 56 54 52 52 50 48 48 48 48 48

Alcoho l cetilic o

GRAFICA DE TEMPERATURA VS TIEMPO

(°C) 90 80

80 78 76 73 70 68 65 62 60 58 56 55 53 52 50 50 50 48 48 48 48

70 60 50 40 30 20 10 0

0

100

200

300

400

500

600

700

como se dijo anteriormente y ahora se ouede observar una vez mas que los comportamientos son muy similares. Pues su punto de fusión fue el mimo para la sustancia pura y para la solución. Se dio ese comportamiento seguramente por las condiciones del laboratorio o la calidad de los instrumentos utilizados para esta pactica.

Según el problema planteado, lo siguiente es encontrar Tf. Este lo podemos calcular restando el punto de congelación del solvente puro menos el punto de congelación de la solución. En este caso el resultado de hacer esta operación sería cero, porque los puntos de congelación tanto del solvente puro como de la solución son 48 °C.

∆ T f =T of −T f ∆ T f =48 ° C−48 °C ∆ T f =0 -Determinar la molalidad de la solución problema utilizando el valor de Tf encontrado experimentalmente y el valor de Kf de la literatura. Comparar los resultados, con el obtenido teóricamente. ¿Cuál es su conclusión? La molalidad viene dada como m= moles del soluto Masa de la solución (Kg) Para relizar esta operación lo primero que haremos es encontrar los moles del soluto. Podemos observar que la sustancia es un alcohol cetilico y su formula química es C16H34O. y procedemos hacer la operación correspondiente. 1 n de C16H34O = 122 gr X

5 gr

X= (5 gr)(1n de C16H34O) 122 gr X = 0.041 n de C16H34O)

m = n del soluto gr de la solución m = 0.041 n de C 16H34O) 5.5 gr m = 7.5

esta es la molalidad de la solución la cual fue utilizada para el experimento de l a practica

-

Determinar el peso formula de la sustancia desconocida La sustancia desconocida es el alcohol estearilico el cual tiene la siguiente formula CH3(CH2)16CH2OH Este alcohol tiene un peso formula de 270 gr

PREGUNTAS 1.¿mediante que otros métodos podría determinarse el peso formula de una sustancia, sabiendo que se comporta como un soluto no volátil? En la actualidad existen varios métodos para calcular el peso formula de una sustancia. Un método de ello es el porcentaje en masa el cual dice que es una relación de la masa de un soluto en la masa de la solución multiplicado por 100 También tenemos la molaridad la cual se basa según el siguiente concepto. Es el numero de moles de soluto en 1 litro de solución Y tenemos la fracción molar que sustenta que existen moles de un compuesto los cuales son divididos por la suma de moles de todos los compuestos