m - OCW-UV

PROPIEDADES COLIGATIVAS.
COLIGATIVAS
ELEVACION DEL PUNTO DE
EBULLICION DE UN LÍQUIDO
EN PRESENCIA DE
UN SOLUTO NO VOLATIL
Laboratorio de Química Física I
2009-2010
Remedios González Luque
1
OBJETIVOS
1. Determinación de la constante
ebulloscópica de la acetona.
1 ¿Qué
1.¿Q é ess la
l constante
nst nt ebulloscópica?
b ll s ópi ?
2 Determinación de masas moleculares por
2.
ebulloscopía.
2.- ¿Por qué podemos determinar masas moleculares por ebulloscopía?
3 Determinación
3.
D t
i
ió d
de coeficientes
fi i t d
de V
Van`t
`t
ANTES DE RESPONDER
Hoff
3.- ¿Qué es el coeficiente de Van’t Hoff?
Laboratorio de Química Física I
2009-2010
VOLVAMOS AL TÍTULO
Remedios González Luque
2
PROPIEDADES COLIGATIVAS
ELEVACION
DEL PUNTO DE EBULLICION
DE UN LIQUIDO EN PRESENCIA DE
UN SOLUTO NO VOLATIL
¿Qué son propiedades coligativas?
¿Porqué se eleva el punto de
ebullición del disolvente al añadir un
soluto no volatil?
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Remedios González Luque
3
PROPIEDADES COLIGATIVAS
COLIGATIVAS.
• Propiedades que dependen sólo del número de
partículas de soluto en un solvente y no
de la identidad del soluto.
• Disminución de la presión de vapor
• Aumento de la temperatura de ebullición
• Descenso de la temperatura de fusión
• Presión
P
ió osmótica
óti
Laboratorio de Química Física I
Remedios González Luque
Disoluciones-4
¿Porqué aumenta la temperatura de ebullición?
Descenso de la presión de vapor de un disolvente
DISOLUCION BINARIA IDEAL no electrolítica
l
lí i de
d
un solo componente volatil
P
T
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Disoluciones-5
P < Po
P
Disolvente
puro
Pv
1 atm
Te > Te
Disolución
Te
o
Teo Te
T
Te>0
¿Cómo está relacionada Te y la concentración?
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Disoluciones-6
Te = Te  Te* = Ke  m
¿Qué es
Te Te*
OBJETIVO 1
,,Ke y m??
Ke Te  Te* / m
K e cte ebulloscópica del disolvente
Cuestión 4
Ke 
*2
e
RT
MA
H *A ( vap) 1000
¿Cómo conseguiremos
los objetivos 1 y 2?
m T
Te  Te* / Ke
(J / mol K ) K 2 kg
unidades K e 
 K kg mol1
J / mol
mol
m=
OBJETIVO 2
m sto (g ) / M sto (g / mol)
n sto

kg dte
kg dte
Laboratorio de Química Física
Laboratorio de Química Física I I
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Remedios González
Luque
Disoluciones-7
¿Cuál es el tercer objetivo?
Propiedades coligativas: soluciones de electrolitos
NaCl  Na+ +ClConcentración total de “partículas de soluto”
i m
i= nº de moles de iones por mol de electrolito.
iNaCl = 2
¿Cómo está relacionada Te y la concentración en una
disolución de un electrolito?
Laboratorio
Laboratoriode
deQuímica
QuímicaFísica
Física II
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Disoluciones-8
Descenso de la temperatura de ebullición.
Disolución de electrolito
Te = i  Ke  m
¿Cómo conseguiremos
OBJETIVO 3
ell objetivo
bj i 3 ?
i = Te  Ke  m
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Disoluciones-9
¿¿En que
q consiste nuestra experiencia?
p
Medir temperaturas de ebullición
d di
de
disoluciones
l i
de
d solutos
l
no volátiles
l il
iónicos y no iónicos de diferente concentración
Determinación de la
constante ebulloscópica
de la acetona.
58.0
Tebulliciión, oC
¿Cuál es el OBJETIVO 1?
56.3
0
macetalilida
t lilid
Experimento con soluciones de acetanilida en acetona a P = 1 atm
atm..
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Disoluciones-10
OBJETIVO 1
Determinación de la constante ebulloscópica
de la acetona.
acetona
Ke T
Te  Te* / m
m=
Te
m sto (g ) / M sto (g / mol)
n sto

kgg dte
kgg dte
*
Te
¿Qué necesitamos para determinar Ke ?
msto
mdte
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Disoluciones-11
¿Cómo vamos a determinar estas magnitudes?
g
*
Te
Medimos laTemperatura de ebullición
de la acetona
Te
Medimos la Temperatura de ebullición
de la disolución acetona
acetona- acetonitrilo
I
T
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Disoluciones-12
msto
Calculamos la masa de acetonitrilo
mdte
Calculamos la masa de acetona
¿Pesamos la acetona? NO
¿Qué
Q p
pesamos?
mll
mv
'
ll
m
…
…
…
m sto  m - m ll
'
ll
macet =
m 'll - mV - msto
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Disoluciones-13
¿Cómo medimos las temperaturas de ebullición?
¿Cómo y cuando pesamos?
¿Cómo tiene que estar el matraz?
Limpio y seco con un imán y 8 ó 9 perlas de
ebullición
b lli ió y con d
dos ttapones
¿Dónde se coloca el matraz para pesarlo?
Sobre una base de corcho.
¿Cuánta acetona se añade?
¿Cómo se mide el volumen de acetona?
mV
40 mL de acetona
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14
¿Qué hacemos a continuación?
Colócar el matraz en el sistema de reflujo.
I
T
MEDIR LA TEMPERATURA DE EBULLICIÓN DE
LA ACETONA: CALIBRAR
¿Qué hacemos para obtener mll?
Retirar el matraz de la placa ,
quitar la sonda y
tapar inmediatamente el matraz.
Enfriar y secar el matraz
Pesarlo sobre la base de corcho.
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m
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15
¿Cómo obtenemos m’ll?
…
…
…
Pesar en un vaso de precipitado un
poco más de un gramo de acetanilida …
…
…
Introdúcir en el matraz
…
…
…
…
…
…
Pesar sobre la base
de corcho:
'
ll
m
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16
¿Cómo medimos la temperatura de ebullición de la
disolución?
Colocar el matraz en el sistema de
reflujo y medir la temperatura de
ebullición
b lli ió d
de lla di
disolución,
l ió Teb..
I
T
¿Q é hacemos
¿Qué
h
m s a continuación?
ntin
ión?
Repetir cinco veces los pasos 5,
5 6y7
(experiencias 2, 3, 4, 5 y 6).
¿En que consiste el paso 5?
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17
Obtener
m
(2)
¿Qué hacemos para obtener mll?
Retirar el matraz de la placa ,
quitar la sonda y
tapar inmediatamente el matraz.
Enfriar y secar el matraz
Pesarlo sobre la base de corcho.
…
…
…
m (2)
¿ Que diferencia hay entre mll en la experiencia (1) y
mll en esta experiencia (2)?
EN LA EXPERIENCIA 1 NO HABÍA SOLUTO.
¿Q
Que diferencia
f
hay
y entre m’ll en la experiencia
p
(1)
( )
y mll en esta experiencia (2)?
Se ha evaporado parte de acetona al medir Te de la
disolución.
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18
¿Qué hacemos a continación?
Obtener m’ll (2)
¿Cómo obtenemos
m’ll?
…
…
…
…
…
…
Pesar en un vaso de precipitado
un p
poco más de un gramo
g
de acetanilida
Introducir en el matraz
…
…
…
…
…
Pesar:
¿ Que diferencia hay entre m’ll en esta
experiencia (2) y en la experiencia (1)?
Ahora está el soluto de la adición anterior
msto total = ∑ msto
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…
…
…
……
…
'
ll
m
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19
¿Qué hacemos a continuación?
Medimos
M
dim s la
l temperatura
t mp
t
de
d ebullición
b lli ión
de la disolución (2)
I
T
Repetir cinco veces los pasos 5, 6 y 7
(experiencias 3, 4, 5 y 6).
Las experiencias 3, 4, 5 y 6 son como la 2
¿Cómo organizamos los datos?
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20
Tabla 1
mV (g)=
M
Magnitudes
i d medidas
did =
Exp.
' (g)
(g)
m
m
 ll
ll
msto
(g)
mstototal
(g)
macet
(g)
nsto total
(mol)
Teb* ((ºC)
C) =
mB
Teb
(mol/kg) (ºC)
T
(ºC)
1
2
3
4
5
6
¿Cuál es el objetivo
j
q
que q
queremos alcanzar?
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21
Tabla 1
Exp.
mV (g)=
m
 ll
(g)
mll'
(g)
msto
(g)
mstototal
(g)
macet
(g)
nsto total
(mol)
Teb* (ºC) =
mB
Teb
(mol/kg) (ºC)
T
(ºC)
1
2
3
4
5
6
Determinación de la constante
ebulloscópica de la acetona.
¿Qué es mB ?
Ke T
Te / mB
m sto total ( g ) / M sto ( g / mol )
n sto

mB =
m acet ( kg )
m acet ( kg )
¿Qué magnitudes necesitamos para calcular mB ?
mstototal y macet
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22
mv
'
ll
mll
m
…
…
…
…
…
…
……
…
¿Cómo calculamos mstototal y macet?
msto total = ∑ msto
mB =
m sto total (g ) / M sto (g / mol)
m acet (kg )
macet =
m sto  m - m ll
'
ll
m 'll - mV - msto total
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23
OBJETIVO 2
DETERMINACION DE MASAS
MOLECULARES
LE L E POR EBULLOSCOPÍA
E LL
Te = Ke  m
Ke
m Te  Te* / Ke
m=
Te
m sto (g ) / M sto (g / mol)
Te*
kg dte
¿Qué necesitamos para determinar Msto ?
msto
mdte
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Disoluciones-24
¿Cómo vamos a determinar estas magnitudes?
g
Determinada p
previamente
Ke
*
Te y
Te
msto y mdte
mv
M did experimentalmente
Medidas
i
t l
t
I
Calculadas
mll
'
ll
m
…
…
…
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Disoluciones-25
T
¿Cómo medimos las temperaturas de ebullición?
¿Cómo y cuando pesamos?
¿Cómo obtenemos mv?
¿Cómo tiene que estar el matraz?
Limpie y seque el matraz con un imán y 8 ó 9 perlas
de ebullición.
Pesar, sobre una base de corcho, el matraz con
las perlas, el iman y dos tapones.
mV.
Añada al matraz unos 40 mL de acetona
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26
Colóque el matraz en el sistema de reflujo.
T
I
MIDA LA TEMPERATURA DE EBULLICIÓN DE
LA ACETONA: CALIBRAR
¿Cómo obtenemos mll?
Retire el matraz de la p
placa ,
quite la sonda y
tape inmediatamente el matraz.
Enfríe
f
el matraz y séquelo
q
Pés l ssobre
Péselo
b lla b
base
s d
de corcho.
h
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m
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27
¿Cómo obtenemos m’ll?
…
…
…
Pese en un vaso de p
precipitado
p
3.5 g
de sustancia desconocida X
I t dú
Introdúzcalo
l en ell matraz
t
Péselo:
…
…
…
…
…
…
'
ll
…
…
…
m
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28
Vuelva a colocar el matraz en el sistema
de reflujo y comience una nueva medida.
I
T
Cuando la temperatura se mantenga
constante determine la temperatura de
ebullición
b lli ió de
d la
l disolución,
di l ió Teb.
Repita todo el procedimiento para
obtener otra medida.
medida
¿Cómo organizamos los datos?
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29
Tabla 2.
exp
mV(g)
m ll (g)
m 'll (g)
msto(g)
macet(g)
Teb*((ºC)
C) Teb ((ºC)
C) T ((ºC)
C)
1ª
2ª
2
n sto
m sto (g) / M sto (g / mol)

mB =
m acet (kg )
m acet (kg )
Te = Ke  mB
M sto (g / mol) 
K e (K kg / mol) m sto (g )
T(K) m acet (kg
k )
¿Cómo calculamos msto y macet?
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30
m sto  m - m ll
'
ll
mv
mll
'
ll
m
…
…
…
macet =
m - mV - msto
'
ll
m acet  m ll - m v
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31
OBJETIVO 3
DETERMINACION DE
COEFICIENTES DE VAN’T HOFF
Te = i  Ke  m
Ke
i Te  Te* / Ke  m
m=
Te
m sto (g ) / M sto (g / mol)
kg dte
Te*
¿Qué necesitamos para determinar i ?
msto
mdte
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Disoluciones-32
¿Cómo vamos a determinar estas magnitudes?
g
Ke
*
Te y
T bl
Tablas
Medida experimentalmente
Te
msto y mdte
mv
I
T
calculadas
mll
'
ll
m
…
…
…
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Disoluciones-33
¿Cómo medimos las temperaturas de ebullición?
¿Cómo y cuando pesamos?
¿Cómo obtenemos mv?
¿Cómo tiene que estar el matraz?
Limpie CON AGUA y seque el matraz con
un imán y 8 ó 9 perlas de ebullición.
Pesar, sobre una base de corcho, el matraz con
las perlas, el iman y dos tapones.
mV.
Añada al matraz unos 30 mL de agua
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34
Colóque el matraz en el sistema de reflujo.
T
MIDA LA TEMPERATURA DE EBULLICIÓN
Ó DEL
AGUA: CALIBRAR
I
¿Cómo obtenemos mll?
Retire el matraz de la placa ,
(CUIDADO QUEMA!!!)
quite la sonda y tape el matraz.
Enfríe el matraz y séquelo
Pés l ssobre
Péselo
b lla b
base
s d
de corcho.
h
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m
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35
¿Cómo obtenemos m’ll?
NaCl
N 2SO4
Na
AlCl3
…
…
…
Pese en un vaso de precipitado
l sall necesaria
la
i para obtener
bt
una disolución 0.5 m
Introdúzcala en el matraz
…
…
…
…
…
…
Péselo:
…
…
…
'
ll
m
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36
Vuelva a colocar el matraz en el
sistema de reflujo y comience una
nueva medida.
I
Cuando la temperatura se
mantenga
m
g constante determine
m
la
temperatura de ebullición de la
disolución,,
T
Teb.
eb
Repita
R
it ttodo
d ell procedimiento
di i t
con las otras sales
¿Cómo organizamos los datos?
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37
Tabla 3.
Teb*(ºC)=
Sal
mV(g)
m ll(g) m 'll (g)
msto(g)
magua(g) nsto(mol) mB(mol/kg) Teb ((ºC)
C) T ((ºC)
C)
1
2
3
Treal
Te  T
i

Tnoelec
K e mB
*
e
Treal Te – Te*
Tnoelec Te = Ke  mB
n sto
m sto (g ) / M sto (g / mol)

mB =
m agua (kg )
m agua (kg )
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38
m sto  m - m ll
'
ll
mv
mll
'
ll
m
…
…
…
magua =
m - mV - msto
'
ll
m agua  m ll - m v
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