CÁTEDRA: QUIMICA GUÍA DE LABORATORIO VIRTUAL N° 4 TEMA: PROPIEDADES COLIGATIVAS OBJETIVOS: 1. Determinar la masa molar de un soluto por crioscopía. 2. Comparar el descenso crioscópico de soluciones de solutos disociables y no disociables. INTRODUCCIÓN TEÓRICA: Algunas propiedades físicas de las soluciones presentan diferencias importantes respecto a las del solvente puro. Se llaman propiedades coligativas a aquellas que dependen del número de partículas disueltas en una solución, pero no del tipo o la identidad de las partículas de soluto, ellas son: 1) Descenso de la presión de vapor; 2) Ascenso del punto de ebullición o ascenso ebulloscópico; 3) Descenso del punto de fusión o descenso crioscópico; 4) Presión osmótica. La disminución del punto de fusión ( ∆t f ) es directamente proporcional al número de partículas de soluto por mol de moléculas de solvente. Sabemos que la molalidad (m) expresa el número de moles de soluto por 1 Kg de solvente, lo que representa un número fijo de moles de solvente. Por lo tanto, ∆t f es proporcional a la molalidad. La constante de proporcionalidad K f se denomina constante molal de disminución del punto de fusión o constante crioscópica y depende sólo del ∆t f = K f .m solvente. (ecuación 1) m= En la cual: wsto MM sto .wsvte (ecuación 2) m = molalidad (moles soluto/ Kg solvente) K f = constante crioscópica (°C Kg/mol) wsto = masa de soluto utilizada (g) wsvte = masa de solvente utilizada (Kg) MM = masa molar del soluto (g/mol) ATOMICIDAD DEL AZUFRE: En la forma en que lo encontramos normalmente, el S es amarillo, insípido y casi inodoro. Es insoluble en agua y existe en varias formas alotrópicas. La forma termodinámicamente estable a temperatura ambiente es el azufre rómbico, que consiste en anillos flexionados de S8. Se puede calcular la atomicidad del azufre conociendo su masa atómica (MA) de la tabla periódica y su masa molar (MM) determinada a partir de algún efecto coligativo, con la siguiente ecuación: atomicidad del azufre = MM calculada MAde tabla (ecuación 3) Las propiedades coligativas de las soluciones dependen de la concentración total de partículas de soluto, sean las partículas iones o moléculas. Por lo tanto, cabe esperar que una solución de un Química FI UNPSJB 2015 Página 155 electrolito exhiba un comportamiento proporcional a la cantidad de iones en solución. Una medida del grado en que los electrolitos se disocian es el factor de van’t Hoff, i. Este factor es la relación entre el valor real de una propiedad coligativa y el valor que se calcula suponiendo que la sustancia es un no electrolito. íi = ∆t (medida) ( ∆t (calculadaparaunnoelectrolito) ó 4) Podemos determinar el valor ideal de i de una sal a partir del número de iones por unidad fórmula. Por ejemplo, para el NaCl, el factor de van’t Hoff ideal es 2 porque la sal consiste en un ion Na+ y un Cl-. PROCEDIMIENTO: 1. Entrar a la página de química y donde figura la imagen del equipo a utilizar para el práctico, con el botón derecho del mouse, seleccionar: guardar enlace como y copiar el mismo en su equipo (aparece el icono). A. DETERMINACIÓN DE LA MASA MOLAR Y ATOMICIDAD DEL AZUFRE TEMPERATURA DE FUSIÓN DE LA SOLUCIÓN AZUFRE-BENCENO 1. Elegir la masa del solvente a utilizar: 200 g de benceno 2. Seleccionar una masa soluto: 5 g de azufre . 3. Colocar la llave del termostato en posición frío (cold). 4. Iniciar el enfriamiento, haciendo click en start 5. Una vez que no cambie más la lectura, anotar la temperatura de fusión de la solución (Tf solución). 6. Anotar la temperatura de fusión del benceno puro, T°f 7. Volcar los resultados en el informe 8. Calcular con la ecuación 1 y 2, la masa molar del azufre y con la ecuación 3, la atomicidad B. DESCENSO CRIOSCÓPICO DE SOLUTOS DISOCIABLES Y NO DISOCIABLES 1. Utilizando el mismo equipo, determinar la temperatura de fusión (tf medida) de las siguientes soluciones acuosas: Solución a: 10 g de sacarosa (C12H22O11) en 100 g de agua Solución b: 1,8 g de NaCl en 100 g de agua Solución c: 3,3 g de CaCl2 en 100 g de agua 2. Anotar la temperatura de fusión del agua, t°f 2. Calcular la ∆t f medida = t of − t f medida para cada solución 3. Calcular la molalidad, m de cada una de las soluciones, usando la ec 2. Completar el informe. 4. Para cada una de las soluciones calcular la ∆tf calculada con la kf y la molalidad determinada en el inciso anterior. 5. Con la ecuación 4, calcular el coeficiente de Van’t Hoff, i para cada una de las soluciones. Completar el informe Química FI UNPSJB 2015 Página 156 CATEDRA: QUÍMICA INFORME DE LABORATORIO VIRTUAL Nº4 TEMA: PROPIEDADES COLIGATIVAS APELLIDO Y NOMBRE : .......................................................... FECHA ....../....../..... COMISIÓN: ....................... RESULTADO:.................... A. 1.- Dibuje el equipo empleado e indique sus partes 2.- Complete la siguiente tabla: I. Temp fusión svte: Cálculos: Descenso crioscópico °C II. Temp fusión solución: Constante crioscópica de benceno, Kf Masa de azufre, wsto molalidad: Masa molar del soluto: Masa de benceno, wsvte Masa atómica del S (de tabla periódica) Química FI UNPSJB 2015 Atomicidad del azufre: Página 157 B. Escribir la ecuación de ionización de los solutos disociables y calcular el coeficiente de Van’t Hoff “i” de cada soluto. …………………………………………………………………. ……………………………………………………………………. ……………………………………………………………………. Complete la siguiente tabla: wsto wsvte tf medida ∆tf medida Molalidad m ∆ !"#$#% ∆tf i = ∆ &%'&('%#% calculada Solución (a) Solución (b) Solución (c) Observando la tabla interprete la diferencia en los valores de ∆t medida y ∆t calculada para la fusión entre las distintas soluciones. Conclusión:…………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… PREGUNTAS 1.- ¿Qué propiedad coligativa utiliza para determinar la masa molar y atomicidad del azufre? 2.- Dibuje el esquema del equipo empleado 3.- Indique los datos que necesita para calcular el ∆Tf de una solución acuosa 4.- Escribir la ecuación de ionización y calcular el coeficiente de Van´t Hoff (i) para: a) NaCl b) CaCl2 c) sacarosa Química FI UNPSJB 2015 Página 158