Determinación crioscópica de la masa molecular

UNIVERSIDAD DE PANAMÁ
FACULTAD DE MEDICINA
INFORME Nº 7
DETERMINACIÓN CRIOSCÓPICA DE LA MASA
MOLECULAR
VIERNES, 24 DE SEPTIEMBRE DE 2004.
OBJETIVOS
• Determinar el descenso del punto de congelación por un soluto.
• Calcular la constante crioscópica de un disolvente.
• Determinar la masa molecular de un soluto.
• Determinar los factores que influyen en el descenso del punto de congelación de un solvente.
INTRODUCCION
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
Donde:
m es la Molalidad y Tc es la constante crioscópica del solvente. También se le denomina constante molal del
punto de congelación.
Para solutos electrólitos y disociables la ecuación para el descenso crioscópico se escribe así: DT = i Kf.m. La
i expresa el número de moléculas del compuesto, es decir en el caso del CaCl2, el número de moléculas es
tres, entonces la i será tres.
La explicación de esto es que un mol de electrolito se disocia en el solvente. A consecuencia de esta
disociación, en la solución no habrá una mol de partículas sino dos o tres, o el número de moléculas del
1
compuesto, lo que no ocurre con los no electrólitos como por ejemplo la sacarosa que al disolverse en agua
produce un mol de partículas y por lo tanto, una solución que se identifique como 1M, tendrá un punto de
congelación de 1.86 °C más bajo que el agua pura, mientras que una solución marcada NaCl 1M tendrá un
punto de congelación de 2*1.86 = 3.72 °C más bajo que el agua pura.
RESULTADOS
• Temperatura de Fusión del Solvente Puro.
Tiempo (segundos)
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
390
420
450
480
510
540
570
Temperatura (º C)
30,0
24,0
15,0
13,0
10,0
9,0
8,0
8,0
8,0
7,0
7,0
6,5 (solidifica)
7,0
7,0
7,0
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
• Temperatura de Fusión de la Solución.
Tiempo (segundos)
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
Temperatura (º C)
8,0
6,0
4,0
2,5
2,0
1,5
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
2
330
360
390
420
450
480
510
540
570
600
1080
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
0,5
0,5
0,5
0
0
−1 (solidifica)
• Temperatura de Fusión de la Solución con el Desconocido.
Tiempo (segundos)
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
390
Temperatura (º C)
30,0
18,0
9,0
5,0
4,0
3,0
3,0
3,0
2,0
1,0
0
0
0
0 (solidifica)
CÁLCULOS
• Cálculo de la Constante de Crioscópica Molal.
• Densidad del ciclohexano: 0,779 g/ cm3
• Densidad del Benceno: 0,88 g
• Kg de solvente:
15 cm3 ciclohexano x 0,779 g/ cm3 = 0,012 Kg.
• Molalidad de la solución:
0,5 cm3 x 0,88 g x 1mol = 0,0056 mol.
cm3 78 g
m= 0,47
3
• Constante:
Tc = m Kc
(6,5− −1) = 0,47 Kc
15,96 = Kc
• Porcentaje de Error:
15,96 − 20,2 = 20,97%
20,2
• Cálculo del Calor de Fusión.
Hf = − RT02 M1 m2
Tf
Hf = − (8,314)(279,5)2 (84) (0,47/ 1000) = − 3418,92J/mol
7,5
• Masa Molar del Desconocido.
Tc = mol soluto Kc
Kg solvente
(6,5−0) = mol soluto (15,96)
0,0080
0,0032= mol soluto.
MM desconocido= 0,5036 g =157,38g/mol.
0,0032 mol
CONCLUSION
• El punto de fusión y el de congelación para una sustancia pura a una determinada presión, están a la misma
temperatura.
• El punto de congelación de una sustancia pura desciende cuando a la sustancia se le adiciona un soluto.
• El descenso en el punto de congelación es una consecuencia directa de la disminución de la presión de
vapor por parte del solvente al agregarle un soluto.
• El proceso de congelación, al igual que el de fusión y el de evaporación son procesos isotérmicos. Esto
debido a que el calor ganado o perdido por la sustancia es liberado en su transformación de un estado a
otro.
• El cambio en la presión trae como consecuencia un cambio en el punto de ebullición, congelación y fusión.
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• Si la constante de fusión es grande la Tf es proporcional a ella, esto quiere decir que será grande también.
Por eso usamos el ciclohexano como solvente en esta experiencia, para poder tener un margen amplio en el
cambio de temperatura y minimizar el porcentaje de error por la estimación.
• El porcentaje de error obtenido en el cálculo de la Kf pudo ser producido por la inexactitud en el
termómetro usado.
BIBLIOGRAFIA
• CASTELLAN, Gilbert W. Fisicoquímica. ADDISON−WESLEY. U.S.A, 1987. Pgs 303−305.
• IRAN N. Levine, Fisicoquímica, Ed., Mc. Graw−Hill, Latinoamericana S.A., pág. 337−342.
• Guía de Laboratorio de Química Física. FCET Universidad de Panamá. Ágnes de Fotti y demás
autores. Año 2002.
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