quimikacrioscopia

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE
AMBATO
FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA EN ALIMENTOS
LABORATORIO DE QUIMICA GENERAL
FCIAL
SEMESTRE: SEPTIEMBRE-FEBRERO2009
1.-DATOS PERSONALES
NOMBRE: OSCAR RODRIGUEZ
PROFESOR: Ing. Julio Gutierrez
AYUDANTE:
Egda. Monica Neira
CURSO:
2do SEMESTRE ING. BIOQUÍMICA
FECHA DE REALIZACIÓN DE
LA PRÁCTICA:
26/ 09/ 2009
FECHA DE ENTREGA
DEL INFORME:
5/ 11 / 2009
PRACTICA N.-7
TEMA: “DETERMINACIÓN CRIOSCOPICA DE LA MASA MOLECULAR”
2.- INTRODUCCION:
Punto de solidificación o Punto de congelación, temperatura a la que un líquido
sometido a una presión determinada se transforma en sólido.
El punto de solidificación de un líquido puro (no mezclado) es en esencia el mismo que
el punto de fusión de la misma sustancia en su estado sólido, y se puede definir como la
temperatura a la que el estado sólido y el estado líquido de una sustancia se encuentran
en equilibrio. Si aplicamos calor a una mezcla de sustancia sólida y líquida en su punto
de solidificación, la temperatura de la sustancia permanecerá constante hasta su
licuación total, ya que el calor se absorbe, no para calentar la sustancia, sino para
aportar el calor latente de la fusión. Del mismo modo, si se sustrae el calor de una
mezcla de sustancia sólida y líquida en su punto de solidificación, la sustancia
permanecerá a la misma temperatura hasta solidificarse completamente, pues el calor es
liberado por la sustancia en su proceso de transformación de líquido a sólido. Así, el
punto de solidificación o el punto de fusión de una sustancia pura pueden definirse
como la temperatura a la que la solidificación o fusión continúan una vez comenzado el
proceso.
La cantidad a la que desciende el punto de solidificación depende de la concentración
molecular del soluto y de que la disolución sea un electrolito. Las disoluciones no
electrolíticas tienen puntos de solidificación más altos, en una concentración dada de
soluto, que los electrólitos. La masa molecular de una sustancia desconocida o no
identificada puede determinarse midiendo la cantidad que desciende el punto de
solidificación de un disolvente, cuando se disuelve en él una cantidad conocida de la
sustancia no identificada. Este proceso que determina las masas moleculares se
denomina crioscopia.
T  K
m *1000
p * Pm
Donde m es el número de gramos del soluto, p el número de gramos de disolvente y Pm el
peso molecular del soluto.
3.- OBJETIVOS:
General:
Determinar la masa molecular de una sustancia( azufre) por medio de la crioscopia
Especifico:
 Calcular el descenso crioscopico o punto de congelación(solidificación) de la
solución Azufre- naftaleno
 Determinar el tiempo de calentamiento que produce el punto de congelación del
naftaleno y de la solución mediante una grafica
4.- MATERIALES:









Papel
Termómetro
Mechero de bunsen
Pinzas
Soporte universal
Vaso de precipitación de 250ml
Agitador de alambre
Tapón con 2 orificios
Un tubo de ensayo grueso
REACTIVOS:
 Azufre en polvo
 Naftaleno (C10H8
5.- PROCEDIMIENTO:
1. Arme el equipo, teniendo mucho cuidado al introducir el termómetro en el tapón de
dos orificios (lubrique bien), asegúrese de que la escala termométrica se vea claramente
desde los 70ºC para arriba.
2. Ponga sobre el platillo de la balanza un papel para pesar, doblado en forma de
recipiente previamente pesado, pese en él 20 g de naftaleno, con un error menor de 0.1
g. Realizada la pesada vierta cuidadosamente el naftaleno en el tubo de ensayo ya
montado (tubo de ensayo tamaño grande) y caliente el agua, hasta que el naftaleno se
funda.
3. Separe luego el mechero y deje que el naftaleno se enfríe. Deberá agitarlo
continuamente y registrar cada minuto la temperatura que marque el termómetro,
empezando en 85ºC y terminando en 75ºC.
4. Vuelva a poner el mechero bajo el vaso y deje la llama muy reducida (de modo que
el agua se conserve caliente) en tanto procede a encontrar la masa del azufre.
5. Tome un pedazo de papel de 5 cm de largo, y dóblelo según las diagonales, con el fin
de que forme una concavidad no muy profunda. Utilizando la balanza, pese sobre el
papel 2 g de azufre.
6. Si es necesario vuelva a calentar el agua del vaso hasta que el naftaleno se funda de
nuevo; destape con delicadeza el tubo de ensayo y vierta cuidadosamente todo el azufre
anteriormente pesado en el naftaleno fundido. Coloque otra vez el tapón (con los
utensilios unidos a él) y agite vigorosamente hasta que se disuelva todo el azufre (si no
sucediera esto separe el conjunto agitador-termómetro y caliente con cuidado la mezcla
naftaleno-azufre en la llama del mechero hasta el momento preciso que la nubosidad
desaparezca). Ponga atención a no sobrecalentar, pues existe el peligro de que arda el
vapor del naftaleno que es inflamable. Conseguida la disolución del azufre en el
naftaleno, vuelva a montar el tubo de ensayo que la contiene; espere uno o dos minutos
y coloque de nuevo el conjunto termómetro-agitador.
Precaución: Vigile la escala del termómetro y saque éste inmediatamente si hay peligro
que la columna de mercurio suba demasiado. Quite luego el mechero y deje que se
enfríe la disolución azufre-naftaleno, agitando continuamente y registrando cada
minuto la temperatura (desde 85ºC hasta 70ºC)
Al limpiar el tubo de ensayo, terminada la experiencia, el alumno deberá calentar el
naftaleno hasta lograr justamente su fusión, lo que puede hacer en la llama amarilla del
mechero, siempre que cuide de no calentar el termómetro más de lo que permita su
gama térmica. Quite el tapón y vierta el naftaleno fundido en un papel arrugado. Cuando
se haya solidificado el naftaleno, se tira, junto con el papel, en un cubo. ¡No debe
verterse jamás el naftaleno líquido por el sumidero
6.- DATOS OBTENIDOS
Tabla N º 1“Pesos de las sustancias”
Peso del azufre (g)
Peso del naftaleno (g)
2.09 gr.
20.0040gr.
Fuente: Lab. Q.G.
Tabla 2 “datos del tiempo y la temperatura”
Tº NAFTALENO
t (min) Temperatura(°C)
85
0
81
1
78
2
76
3
75.5
4
74
5
73
6
71
7
Tº DISOLUCIÓN
t (min)
Temperatura(°C)
87
0
78
1
75.5
2
74
3
73
4
72
5
71
6
70
7
Fuente: Lab. Q.G.
7.- CALCULOS Y RESULTADOS:
1. Gráfica del enfriamiento del naftaleno: temperaturas en ordenadas, tiempos en abscisas:
 Punto de congelación del naftaleno puro
2. Gráfica
del
enfriamiento
de
la
ordenadas, tiempos en abscisas:
 Punto de congelación de la disolución
3. Descenso crioscópico:
disolución
azufre- naftaleno: temperaturas en
4. Moles de azufre por cada 1000 f de naftaleno = descenso crioscópico/6.9
5. Masa del naftaleno que hay en la disolución
6. Masa del azufre que hay en la disolución
7. Masa del azufre por cada 1000 g de naftaleno
20.0003gNaftaleno
1000gNaftaleno
8. Masa de 1 mol de azufre
2.0221gAzufre
x = 101.10gAsufre
Mol S2
1mol S2
S2
2.0001g S2
x = 32.0016g
9. Fórmula de la molécula de azufre en solución
2C10H10 + 5S2
20C + 10H2S
8.- DISCUCIÓN:
En esta práctica se aprendió que la adicción de un soluto a un disolvente hace
descender, en general, el punto de congelación de este.
En el descenso crioscópico observamos que es una línea directamente proporcional a la
concentración de las partículas disueltas en él.
En la solución azufre-naftaleno, al momento de congelación debíamos ir agitándolo y
registrando a cada minuto de temperatura (desde 850C hasta 700C) tomando cada
minuto como intervalo de tiempo Estuvimos muy pendientes de cualquier inconveniente
que se presentase ya que si el mercurio del termómetro subía de una manera rápida
debíamos dejar de calentar la solución y dejar enfriar ya que si no hacemos esto nos
puede salir mal la práctica.
De la practica se deduce que al poner un soluto en el disolvente y realizar la disolución
su punto de congelación va descendiendo lo que queda comprobado en la realización
del grafico pues nos da como resultado una curva, tomando en cuenta que es lo
contrario en el naftaleno ya que el descenso de punto de congelación es directamente
proporcional a la concentración de partículas disueltas en el como ya lo señalamos
ratificando de esta manera lo investigado pues Si en lugar de un líquido puro tenemos
una disolución, un líquido al que se le ha agregado otra sustancia llamada soluto,
cuando disminuimos la temperatura, las moléculas del soluto impiden que se unan entre
sí las del líquido, interponiéndose entre ellas. Con esto, ahora el líquido no solidifica
como cuando esta puro, sino a una menor temperatura: disminuye su punto de fusión,
este hecho se conoce como descenso crioscópico que en este caso fue de 2.5°C con la
formula de
Cabe recalcar que para el naftaleno, la relación existente entre el descenso de
la temperatura de fusión y la molalidad de la solución es 6,9Kg/mol , valor que
representa la constante crioscópica (Kc).
elegido y se determina la temperatura de fusión de la solución.
9.- CUESTIONARIO:
1. Describa brevemente que son las propiedades coligativas
Propiedades coligativas, dependen del número de partículas en un volumen de
disolvente determinado, y no de la masa de dichas partículas ni de su naturaleza
llamadas también propiedades de las disoluciones no dependen de la masa de dichas
partículas dependen de la concentración molal del, estas propiedades en una disolución
acuosa diluida de un soluto no ionizado. Entre las propiedades coligativas figuran el
descenso de la presión de vapor, la elevación del punto de ebullición, el descenso del
punto de congelación y la presión osmótica. Las medidas de estas propiedades en una
disolución acuosa diluida de un soluto no ionizado, como la urea o la glucosa, pueden
permitir determinar con precisión las masas moleculares relativas. En el caso de solutos
ionizados, las medidas pueden llevar a una estimación del porcentaje de ionización que
tiene lugar.
2 Explíquese las características que presenta la curva de enfriamiento de la
disolución azufre –naftaleno
En la grafica de la disolución azufre-naftaleno se puede observar notoriamente que en
la curva formada existe una alteración (disminución) de temperatura por acción del
punto de congelación que empieza desde que la solución esta caliente hasta que esta
tome su punto en la que se enfrie y llegue a una temperatura de 70ºC, la línea sigue
disminuyendo a medida que pasan los minutos contrario a la grafica de solo el naftaleno
que forma una línea recta
3.- Que porción de la curva debe utilizarse para hallar el punto de congelación de
la disolución?
Para encontrar el punto de congelación de la disolución se debe tomar desde el minuto
en el que se va haciendo notorio el descenso o se va congelando(enfriando) que según
las observaciones ocurrió aproximadamente en el punto del minuto 4 y 5 con
temperaturas de 74 -73 °C
4.-Indique cómo influye en la determinación de la masa molecular los siguientes
hechos:
a) La pérdida de una parte del azufre entre la determinación de su masa y el
momento de disolverlo en el naftaleno
si se pierde azufre , la cantidad de soluto va a disminuir y como consecuencia ssu punto
de congelación también va a variar(descender) debido que el punto de congelación
depende de la cantidad de soluto azufre y si al colocarlo un poco menos el punto de
congelación va a bajar. Además los cálculos realizados con los datos obtenidos no
coincidirían con el peso bibliográfico
b) La pérdida de parte de naftaleno entre la determinación de su masa y el
momento de añadir el azufre
En este caso no sucedería nada porque el punto de congelación depende de la naturaleza
del disolvente más no de la cantidad del mismo Cuando aumenta la concentración del
solvente dentro del soluto, el tiempo transcurrido para que alcance la temperatura de
congelación tendrá que ser mayor.
c) La caída y disolución subsiguiente de un trozo de la goma del tapón en la
disolución azufre-naftaleno
Va a disminuir el grado de pureza de la disolución alterando sus propiedades ya que
influye gentes externos como es el aire
10.- CONCLUSIONES:
Se determino la masa molecular del azufre que experimentalmente nos dio 31.88gr,
cantidad que es aproximada al azufre que tiene 32.00 gr.
En este experimento se determinó la masa molecular del azufre (soluto) disuelto en
naftaleno
(solvente), determinando la temperatura de fusión de una solución que contiene masas
conocidas de ambos constituyentes. A partir del punto de fusión observado y
conociendo el punto de fusión del solvente puro y la constante crioscópica de éste, es
posible determinar la masa molecular del soluto.
Por lo tanto, para determinar masas moleculares mediante la disminución del punto de
congelación del solvente, es necesario primero "calibrar" éste, midiendo su constante
crioscópica.
Para ello, se preparó una solución con masas conocidas de un soluto conocido y el
solvente
Se calculo el descenso crioscopico (punto de solidificación) de la solución para el cual
solo realizamos una diferencia de temperaturas en su punto de solidificación es decir en
el del naftaleno y en el del naftaleno-azufre dándonos 2.5 °C
Punto de congelación verdadero.
Temperatura a la cual las formas líquidas y sólidas de una sustancia, pueden existir en
equilibrio a una determinada presión (usualmente una atmósfera estándar).
Punto de congelación.
Temperatura a la que el líquido se solidifica, bajo cualquier condición dada. Puede o no
ser lo mismo que el punto de fusión o el verdadero punto de congelamiento definido
más estrictamente.
La disminución del punto de congelación de una solución ( Tc ), con respecto al punto
de congelación del
solvente puro, al disolver en él un soluto no salino, está dada por:
Tc=mKc
Se realizo graficas que nos permitieron observar el descenso crioscopico del naftaleno
puro y de la solución naftaleno-azufre teniendo en la grafica de la disolución azufrenaftaleno se puede observar notoriamente
que en la curva formada
alteración (disminución) de temperatura por acción del
existe una
punto de congelación que
empieza desde que la solución esta caliente hasta que esta tome su punto en la que se
enfríe y llegue a una temperatura de 70ºC, la línea sigue disminuyendo a medida que
pasan los minutos contrario a la grafica de solo el naftaleno que forma una línea recta
BIBLIOGRAFIA
FREIRE, Á. “Química General”, 2 Edición, Ediciones Luz de América, Quito-Ecuador,
1975, pp. 145-149.
ABRIL, H. “Química General”, 5 Edición, Editorial VHAR, Ambato-Ecuador, 1999,
pp. 125-127.
GUZMÁN Luís. 2002. “Química II”. Segunda Edición. Editorial Santillana S.A.
Bogotá – Colombia. 110-114
GUZMÁN Luís. 2002. “Química II”. Segunda Edición. Editorial Santillana S.A.
Bogotá – Colombia. 110-114
ABRIATA, Luciano. “Descenso crioscópico”
MENDEZ María, SANCHEZ Inocencia ,2002PROGRAMA UNIVERSAL DE
ESTUDIOS FISICAY QUIMICA, Editorial Cultural S.A, Edición 2002 Madrid –
España
GUZMÁN Luís. 2002. “Química II”. Segunda Edición. Editorial Santillana S.A.
Bogotá – Colombia. 110-114