Propiedades Coligativas Reporte

OBJETIVOS  Determinar el peso molecular por medio de una propiedad coligativa  INTRODUCCION  Las propiedades coligativas son aquellas propiedades de una disolución que  dependen únicamente de la concentración. Generalmente expresada  como concentración equivalente, es decir, de la cantidad de  partículas de soluto por partículas totales, y no de la composición  química del soluto. Están estrechamente relacionadas con la presión de vapor, que es  la presión que ejerce la fase de vapor sobre la fase líquida, cuando  el líquido se encuentra en un recipiente cerrado. La presión de vapor  depende del solvente y de la temperatura a la cual sea medida (a mayor  temperatura, mayor presión de vapor). Se mide cuando el sistema llega al  equilibrio dinámico, es decir, cuando la cantidad de  moléculas de vapor que  vuelven a la fase líquida es igual a las moléculas que se transforman en  vapor. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL  1. En los vasos de 600 mL, preparamos dos baños de temperatura  constante a 40ºC y otro de 15ºC aproximadamente. 2. En un tubo de ensayo se colocaron 4,7575 g de terbutanol.

3. Después sumergimos el tubo que contiene el terbutanol en el baño  de agua caliente y esperamos hasta que la temperatura llego entre  los 38 y 40ºC. 4. Alcanzado este valor se sumergio el tubo al baño de agua fría, tomamos la lectura de la temperatura cada intervalo de entre 15 y  30 segundos, después de que se observo que la temperatura se  mantenía constante durante un par de minutos se tomaron mas  lecturas hasta que volvió ha disminuir. 5. Se repitió este paso 1 vez más. 6. Al tubo con terbutanol fundido se le agregaron 0.1908 g de  benzofenona solida para lo cual utilizamos un embudo improvisado  de papel. 7. Se repitieron los pasos 3 y 4 por duplicado para este sistema. RESULTADOS  Alcohol terbutílico 

Alcohol terbutílico/benzofenona 

TºC 40

35

30

25

20

15

10

5

0

Seg 0

100

200

300

400

500

600

50

TºC

45 40 35 30 25 20 15 10 5

Seg

0 0

100

200

300

400

500

600

700

800

50

TºC

45 40 35 30 25 20 15 10 5

Seg

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TºC

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TºC 45

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400

500

600

Analizando estas graficas podemos obtener la temperatura de fusión del  alcohol terbutílico puro y de este con la benzofenona. La temperatura de  fusión para el componente puro es aquel donde la temperatura permanece  constante, aunque después disminuya. Las temperaturas de fusión son las  siguientes: Sumando las temperaturas de fusión de los ensayos y dividiendo entre el  numero de ensayos se puede conocer un aproximado del punto de fucion: 

Alcohol terbutílico puro: 22.45ºC 



Alcohol terbutílico/benzofenona:20.15ºC 

Para poder conocer la disminución del punto de congelación se utiliza la  siguiente ecuación 

     Donde:

      

700

Analizando estas graficas podemos obtener la temperatura de fusión del  alcohol terbutílico puro y de este con la benzofenona. La temperatura de  fusión para el componente puro es aquel donde la temperatura permanece  constante, aunque después disminuya. Las temperaturas de fusión son las  siguientes: Sumando las temperaturas de fusión de los ensayos y dividiendo entre el  numero de ensayos se puede conocer un aproximado del punto de fucion: 

Alcohol terbutílico puro: 22.45ºC 



Alcohol terbutílico/benzofenona:20.15ºC 

Para poder conocer la disminución del punto de congelación se utiliza la  siguiente ecuación 

     Donde:

                  Como no conocemos la K f  es necesario calcularla primero; la podemos  calcular en base a valores teóricos y en base a nuestros resultados  experimentales. Primero calcularemos la constante con valores teóricos.

       Conocemos el valor de: R= 8.314 J/Kmol 

=298.5 K  =6.782 KJ/mol    ⁄

Retomando la ecuación de la constante crioscopica y sustituyendo valores:

  ⁄    ⁄     ⁄ Por lo tanto        ⁄  Con la contante crioscopica poder conocer los descensos en los puntos de  congelación para las soluciones. En la solución de alcohol  terbutílico/benzofenona se hizo lo siguiente: 

Primero debemos conocer la molalidad de la benzofenona:

         ⁄ 

Con este valor y el valor de la constante crioscopica del alcohol  terbutílico puro podemos calcular el  Θf  para esta solución:

          ⁄ )(  ⁄    Así pues con los valores de disminución de punto de congelación obtenidos  por la adición de la benzofenona y asumiendo que la solución se comporta  como solución diluida ideal, calculamos Kf de acuerdo a la formula 

      Despejamos Kf y obtenemos que    

Conocemos:

    m =   ⁄  2

Por lo que al sustituir en la ecuación obtenemos que 

          ⁄ El valor de la constante crioscopica calculada por la teoría y la calculada a  través de nuestros resultados experimentales resultaron ser muy parecidas 

Calculado a partir del punto de fusión Tf= 298.5k y  ∆ Hfus=6.782 KJ/mol  Kf (CH   ) 3 3COH=

  ⁄

Calculado como solución diluida ideal  Kf (CH   ) 3 3COH=

    K•Kg/mol 

Después de todo esto se investigo la constante ebulloscopica del alcohol  terbutílico (Kb)

    ⁄ Con base a este dato y ya que conocemos la molalidad de la bezofenona, es posible conocer el incremento de la temperatura de ebullición con la  adición de la benzofenona:

     ⁄ ⁄     Con el valor de la molaridad de la benzofenona (1.097x10 -3 mol/ Kg), la  constante R (0.082 atm•L/ K•mol) y la temperatura (298.5 K); se 

puede calcular la presión osmótica. La fórmula de la presión osmótica es:

    Sustituyendo valores nos da que el resultado de la presión osmótica es:

)  (  )(       Otro punto importante que podemos desarrollar en base a los datos  obtenidos durante el experimento y el análisis de resultados es la  disminución de la presión relativa:

  Donde   es la fracción mol del soluto y   la presión de vapor del  componente puro. Sustituyendo valores obtenemos que la disminución de  la presión relativa es:

     

1. Farrington, D. Curso de fisicoquímica Experimental. Mc. Graw Hill. 1972. 2. Atkins W.P. Fisicoquímica, Interamericana, México 1986. 3. Keith J.Laidler y Jonh H. Meiser. Fisicoquímica, Continental, México 1997. 4. Willard, H. H. et. Al. Métodos Instrumentales de Análisis. CECSA. 2º Ed. 1986.

5. Kirck y Othmer. Enciclopedia de la tecnología química. 6. Maron, H. S. Y Prutton, F. C. Fundamentos de fisicoquímica. Limusa. 1975. 7. Levine, I. N. Fisicoquímica vol. 1. 4º Ed. Mc Graw Hill España  1996  8. Reid, R.C., J.M. Prausnitz, and T.K. Sherwood. The Properties of  Liquids and Gases, ed. 3. New York: McGraw-Hill, Appendix A  (1997). 9. Liley P.E., G.H. Thomson, D.G. Friend, T.E. Daubert, and E. Buck, Physical

and

chemical

data.

In

Perry´s

Chemical

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Handbook. Ed. 7, Perry, R.H., D.W. Green, and J.O Maloney, Eds. New York: McGraw-Hill, 2-54(1997)