Química General 2010 - Universidad Nacional de San Martín

UNIVERSIDAD NACIONAL DE GENERAL SAN MARTIN
ESCUELA DE CIENCIA Y TECNOLOGIA
Química General
2010
Trabajo Práctico N02
EQUILIBRIO DE FASES PROPIEDADES COLIGATIVAS –
CRIOSCOPIA
Objetivo:
Aplicar el método crioscópico a la determinación de la masa molecular relativa de un
soluto.
Introducción:
La adición de un soluto a un solvente disminuye la temperatura de fusión de éste.
Para un dado solvente, la disminución del punto de fusión es directamente proporcional a la
concentración de partículas disueltas en él. En este experimento se determinará la masa
molecular de la urea (soluto) disuelto en agua (solvente), determinando la temperatura de
fusión de una solución que contiene masas conocidas de ambos componentes. A partir del
punto de fusión observado y determinando el punto de fusión del solvente puro y la
constante crioscópica del mismo, es posible calcular la masa molecular del soluto.
Para determinar masas moleculares mediante la disminución del punto de
congelación de un solvente es necesario primero medir su constante crioscópica por el
agregado de una cantidad pesada de un soluto conocido y registrar la temperatura de fusión
de la solución. Se utilizará como soluto de masa molecular conocida el cloruro de sodio.
Parte experimental:
Arme el aparato ilustrado en la Figura 1
Termómetro
o termistor
Base
Tubo de crioscopía
Vaso de
precipitado
1) Determinación de la temperatura de fusión del solvente puro (agua)
Mida con exactitud 25,0 mL de agua destilada medidos en pipeta aforada o en
matraz de 25 mL y viértalo en el tubo. Coloque el mismo dentro de un recipiente con una
mezcla frigorífica (hielo y sal gruesa) hasta que el agua solidifique totalmente.
Una vez que ha comenzado a formarse el sólido lea la temperatura cada 15
segundos utilizando un termómetro electrónico, continúe con las lecturas de temperatura
hasta que ésta permanezca constante durante unos minutos.
Grafique temperatura en función de tiempo, en papel milimetrado y determine la
temperatura de fusión del solvente.
2) Determinación de la constante crioscópica del agua.
Pese exactamente alrededor de 0,18 gramos de cloruro de sodio y disuélvalos en
25,0 mL de agua destilada medidos como en 1) coloque nuevamente el termómetro
electrónico.
Proceda del mismo modo que en el punto 1.
3) Determinación del peso molecular de la urea
Pese con exactitud aproximadamente 0,36 g de urea y disuélvalo en 25 mL de agua
medidos como en 1). Proceda de la misma forma que en el paso 2, reemplazando el cloruro
de sodio por la cantidad pesada de urea.
Nota: Durante estas operaciones la mezcla frigorífica debe agitarse y controlar su
temperatura.
Datos y cálculos necesarios:
Tabla de datos:
masa de agua utilizada w1:
masa de cloruro de sodio utilizado w2:
masa molecular relativa del cloruro de sodio M2:
masa de urea utilizada w'2:
Factor i (vant Hoff) = 2
ΔT = Kc (i)m
Kc = ΔT / (i)m
-1
m = w2 l000 g kg / w1 M2
w1 = masa de solvente utilizada; w2 = masa de soluto utilizada;
M2 = masa molecular relativa del soluto.
Resultados:
1) Temperatura de fusión del agua pura:
T0 =
2) Determinación de la constante crioscópica del agua:
temperatura de fusión de la solución con NaCl, T =
descenso del punto de solidificación
T0 -T =
constante crioscópica del solvente
Kc =
3) Determinación de la masa molecular relativa de la urea:
temperatura de fusión de la solución con urea
T' =
descenso del punto de fusión
T0 - T' =
molalidad de la solución
m=
masa molecular de la urea en la solución
M2 =
Cuestionario:
1)¿En qué ley se basan las determinaciones crioscópicas? Enuncie dicha ley y exprese las
condiciones de validez.
2) ¿Qué condiciones deben cumplirse para aplicar el método crioscópico? ¿Cómo influye la
concentración del soluto en la determinación de masa moleculares por el método
crioscópico?
3) ¿Cómo sería el descenso crioscópico observado para una solución de un soluto que está
en equilibrio de dimerización:
2 A ⇔ A2
comparado con el que se observaría en
ausencia de esta reacción?
4)¿Qué otros métodos de laboratorio conoce para determinar masas moleculares?
5) ¿Qué clase de error se comete en la determinación de la masa molecular si:
a) la constante crioscópica real es mayor que la determinada?
b) la disolución del soluto es incompleta?
c) durante la fusión se evapora parte del solvente?
d) el solvente está impurificado con un soluto no volátil?
6) a) Explique a qué se debe la forma de la curva temperatura vs. tiempo para el
enfriamiento de la solución de urea en agua y para el agua pura.
b) Indique qué porción de las curvas se utiliza para determinar los puntos de solidificación.
Justifique.