Práctica 5-6. PROPIEDADES COLIGATIVAS. SOLUCIONES DE NO

Laboratorio de equilibrio y cinética
Práctica 5-6. PROPIEDADES COLIGATIVAS.
SOLUCIONES DE NO ELECTROLITOS Y ELECTROLITOS.
Grupo: _____________________ Equipo: ____________
Fecha: ______________
Nombre(s): ____________________________________________________________
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I. OBJETIVO GENERAL.
Analizar el efecto que tiene la adición de cantidades diferentes de un soluto no electrolito y de
un soluto electrolito fuerte, sobre el abatimiento de la temperatura de fusión de un disolvente.
II. OBJETIVOS PARTICULARES.
a. Determinar la temperatura de congelación de disoluciones acuosas de un no electrolíto y de
un electrolito fuerte, a diferentes concentraciones, a partir de curvas de enfriamiento.
b. Calcular la constante crioscópica del agua con base en el efecto de la concentración de un
no electrolito sobre la temperatura de congelación del agua.
c. Comparar la temperatura de congelación de soluciones de no electrolito y de un electrolito
fuerte a la misma concentración.
III. PROBLEMA
a. Calcular la constante crioscópica del agua.
b. Determinar la relación de la temperatura de congelación de soluciones de no electrolito y de
un electrolito fuerte, a la misma concentración.
CUESTIONARIO PREVIO.
1. Investigar los conceptos de soluto, disolvente y disolución.
2. Explicar que es una disolución ideal de no electrolito y de electrolito fuerte.
3. Explicar la teoría de disociación de Arrhenius para una disolución de electrolito fuerte.
4. Definir el término molalidad e indicar qué unidades tiene.
5. Investigar qué diferencia existe entre las propiedades coligativas de disoluciones de no
electrolitos y de electrolitos.
6. Definir el factor de van’t Hoff.
7. Explicar que es una curva de enfriamiento y cuál es su utilidad.
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8. Calcular la cantidad de soluto (a) urea, (b) cloruro de sodio que se requiere para preparar 25
mL de una disolución 0.25 molal.
MATERIAL Y REACTIVOS.
Reactivos.
Materiales.
Agua destilada
5 tubos de ensayo de 15 mL
Soluciones acuosas de urea (0.1, 0.2, 0.4, 0.6
Vaso de precipitados de 600 mL
molal)
Vaso de unicel
Soluciones acuosas de NaCl (0.1, 0.2, 0.4, 0.6
Termómetro digital
molal)
Cronómetro
Sal de grano (NaCl)
Hielo
METODOLOGÍA
1. Preparar el medio de enfriamiento el cual consistirá de una mezcla de hielo con sal de
grano (NaCl) y colocarlo en el vaso de unicel.
2. A cada tubo de ensayo previamente etiquetado agregar: A uno 5 ml de agua destilada y
al resto de los tubos 5 ml de cada solución (0.1, 0.2, 0.4, 0.6 m). Se utilizarán
soluciones de urea, dextrosa, NaCl y CaCl2.
3. Construir curvas de enfriamiento, determinando la temperatura en función del tiempo y
registrar la temperatura en la cual se congela la solución, la temperatura debe
mantenerse constante. Durante el proceso de enfriamiento agita la solución con la ayuda
del termómetro. Anota los datos en la Tabla 1.
PREGUNTAS AL PROCEDIMIENTO
1. a) ¿Cuál es el propósito de determinar la temperatura de congelación del agua pura? y
b) ¿Porqué es necesario usar agua destilada para esta determinación?
2. ¿Porqué debe agitarse la solución durante el proceso de enfriamiento?
3. ¿Cómo esperas que sea la temperatura de congelación de las soluciones conteniendo
soluto con respecto a la del agua pura? (mayor/menor, porqué)
4. Consideras que es realmente importante usar una mezcla hielo-sal para realizar el
experimento, o podríamos usar solamente hielo para enfriar las soluciones.
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5. ¿Cómo esperas que sea la temperatura de congelación de una solución 1.0 m de urea
con respecto a una solución 1.0 m de CaCl2? (mayor/menor, porqué?)
6. ¿Por qué la temperatura se mantiene constante cuando la solución se congela?
7. ¿Por qué crees que se utilizan concentraciones molales y no molares? ¿Cuál es la
diferencia entre éstas?
DATOS, CÁLCULOS Y RESULTADOS.
1. Registrar los datos experimentales de temperatura y tiempo en la Tabla 1, solamente para el
soluto que trabajaste.
2. Anotar la temperatura de congelación de cada sistema en la Tabla 2.
3. Algoritmo de cálculo.
a. Calcular la disminución de la temperatura de congelación de las disoluciones.
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TABLA 1. Datos experimentales de tiempo y temperatura para el agua y las soluciones de
___________.
Temperatura (°C)
Sistema
H 2O
Soluto = ______________
tiempo (min)
0.0 m
0.25 m
0.5 m
0.75 m
1m
0.0
T / °C
T / °C
T / °C
T / °C
T / °C
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
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TABLA 3. Valores de la disminución de la temperatura de congelación del agua y de las
disoluciones de urea, dextrosa, cloruro de sodio y cloruro de calcio.
ΔT
m / (moles kg-1)
Urea
Dextrosa
NaCl
CaCl2
0.0
0.25
0.5
0.75
1
A.6. ELABORACIÓN DE GRÁFICOS.
1. Utilizando los datos de la Tabla 1 trazar las curvas de enfriamiento (temperatura en función
del tiempo) para el soluto que te tocó trabajar. (presentar las 4 concentraciones y el agua pura
en un solo gráfico)
2. Utilizando los datos de la Tabla 2 construir los graficos de: a) disminución de la temperatura
de congelación en función de la concentración de las disoluciones de dextrosa y urea y b)
disminución de la temperatura de congelación en función de la concentración de NaCl y CaCl2.
3. Construir los gráficos de: a) ΔTf (cloruro de sodio) vs ΔTf (no electrolito*) y ΔTf (cloruro de
calcio) vs ΔTf (no electrolito*). *Utilizar los datos del soluto no electrolito que presentó mejor
comportamiento.
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A7. ANÁLISIS DE RESULTADOS.
1. Explicar cómo varía la temperatura de congelación de las disoluciones en función de la
concentración de solutos electrolitos y no electrolitos.
2. Explicar porqué la temperatura de los sistemas objeto de estudio permanece constante a
cierto intervalo de tiempo.
3. Explicar el comportamiento del gráfico de la disminución de la temperatura de congelación en
función de la concentración de urea y proponer una ecuación que lo describa.
4. Calcular el valor de la pendiente del gráfico de la disminución de la temperatura de
congelación en función de la concentración de urea y dextrosa, analizar sus unidades y explicar
que representa este dato.
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5. Comparar el valor obtenido en el punto (4) con el reportado en la literatura y calcular el por
ciento de error.
6. Analizar el gráfico de ΔTf (cloruro de sodio) vs ΔTf (urea) y proponer una ecuación que lo
describa. Explicar cuál es el significado de cada uno de los términos de la ecuación.
7. Comparar el valor del factor de van’t Hoff teórico con el experimental obtenido para NaCl y
CaCl2.
Experimental
Teórico
NaCl i = ____________ i = _____________
CaCl2 i = ____________ i = _____________
A.8. CONCUSIONES.
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A.10. BIBLIOGRAFÍA.
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