UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN
CUAUTITLÁN
REPORTE EXPERIMENTAL
REPORTE EXPERIMENTAL
EXPERIMENTO 4 PROPIEDADES COLIGATIVAS
EXPERIMENTO 4 PROPIEDADES COLIGATIVAS
LABORATORIO DE EQUILIBRIO QUÍMICO
LABORATORIO DE EQUILIBRIO QUÍMICO
ALUMNOS:
ALUMNOS:
Ricardo Daniel Rodríguez Magaña
Ricardo Daniel Rodríguez Magaña
OBJETIVOS
Determinar el peso molecular por medio de una propiedad coligativa INTRODUCCION
Las propiedades coligativas son aquellas propiedades de una disolución que dependen únicamente de la concentración. Generalmente expresada
como concentración equivalente, es decir, de la cantidad de
partículas de soluto por partículas totales, y no de la composición química del soluto.
Están estrechamente relacionadas con la presión de vapor, que es la presión que ejerce la fase de vapor sobre la fase líquida, cuando el líquido se encuentra en un recipiente cerrado. La presión de vapor depende del solvente y de la temperatura a la cual sea medida (a mayor temperatura, mayor presión de vapor). Se mide cuando el sistema llega al equilibrio dinámico, es decir, cuando la cantidad de moléculas de vapor que vuelven a la fase líquida es igual a las moléculas que se transforman en vapor.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1. En los vasos de 600 mL, preparamos dos baños de temperatura constante a 40ºC y otro de 15ºC aproximadamente.
2. En un tubo de ensayo se colocaron 4,7575 g de terbutanol.
3. Después sumergimos el tubo que contiene el terbutanol en el baño de agua caliente y esperamos hasta que la temperatura llego entre los 38 y 40ºC.
4. Alcanzado este valor se sumergio el tubo al baño de agua fría,
tomamos la lectura de la temperatura cada intervalo de entre 15 y 30 segundos, después de que se observo que la temperatura se mantenía constante durante un par de minutos se tomaron mas lecturas hasta que volvió ha disminuir.
5. Se repitió este paso 1 vez más.
6. Al tubo con terbutanol fundido se le agregaron 0.1908 g de
benzofenona solida para lo cual utilizamos un embudo improvisado de papel.
7. Se repitieron los pasos 3 y 4 por duplicado para este sistema. RESULTADOS
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 100 200 300 400 500 600 Seg TºC
1. CURVAS DE ENFRIAMIENTO(TEMPERATURA VS TIEMPO) Alcohol Terbutilico Ensayo 1
Temperatura de fusión: 22ºC Ensayo 2
Temperatura de fusión: 22ºC Ensayo 2 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Seg TºC Temperatura de fusión: 22,9ºC
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Seg TºC Temperatura de fusión: 22,9ºC 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 100 200 300 400 500 600 TºC Seg
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 100 200 300 400 500 600 TºC Seg
Alcohol Terbutilico/Benzofenona - Ensayo
Temperatura de fusión: 19.9ºC Ensayo 2
Temperatura de fusión: 19.9ºC Ensayo 2 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 100 200 300 400 500 600 700 TºC Seg Temperatura de fusión: 20,4ºC
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 100 200 300 400 500 600 700 TºC Seg Temperatura de fusión: 20,4ºC
Analizando estas graficas podemos obtener la temperatura de fusión del alcohol terbutílico puro y de este con la benzofenona. La temperatura de fusión para el componente puro es aquel donde la temperatura permanece constante, aunque después disminuya. Las temperaturas de fusión son las siguientes:
Sumando las temperaturas de fusión de los ensayos y dividiendo entre el numero de ensayos se puede conocer un aproximado del punto de fucion:
Alcohol terbutílico puro: 22.45ºC
Alcohol terbutílico/benzofenona:20.15ºC
Para poder conocer la disminución del punto de congelación se utiliza la siguiente ecuación
Donde:
Analizando estas graficas podemos obtener la temperatura de fusión del alcohol terbutílico puro y de este con la benzofenona. La temperatura de fusión para el componente puro es aquel donde la temperatura permanece constante, aunque después disminuya. Las temperaturas de fusión son las siguientes:
Sumando las temperaturas de fusión de los ensayos y dividiendo entre el numero de ensayos se puede conocer un aproximado del punto de fucion:
Alcohol terbutílico puro: 22.45ºC
Alcohol terbutílico/benzofenona:20.15ºC
Para poder conocer la disminución del punto de congelación se utiliza la siguiente ecuación
Donde:
Como no conocemos la K f es necesario calcularla primero; la podemos
calcular en base a valores teóricos y en base a nuestros resultados experimentales.
Primero calcularemos la constante con valores teóricos.
Conocemos el valor de: R= 8.314 J/Kmol
=298.5 K
=6.782 KJ/molRetomando la ecuación de la constante crioscopica y sustituyendo valores:
⁄
⁄
⁄
Por lo tanto
⁄
Con la contante crioscopica poder conocer los descensos en los puntos de congelación para las soluciones. En la solución de alcohol
terbutílico/benzofenona se hizo lo siguiente:
Primero debemos conocer la molalidad de la benzofenona:
⁄
Con este valor y el valor de la constante crioscopica del alcohol
terbutílico puro podemos calcular el Θ
f para esta solución:
⁄
)(
⁄
Así pues con los valores de disminución de punto de congelación obtenidos por la adición de la benzofenona y asumiendo que la solución se comporta como solución diluida ideal, calculamos Kf de acuerdo a la formula
Despejamos Kf y obtenemos que
Conocemos:
m2=
⁄
Por lo que al sustituir en la ecuación obtenemos que
⁄
El valor de la constante crioscopica calculada por la teoría y la calculada a través de nuestros resultados experimentales resultaron ser muy parecidas
Calculado a partir del punto de fusión Tf= 298.5k y ∆ Hfus=6.782 KJ/mol
Kf (CH )3 3COH=
⁄
Calculado como solución diluida idealKf (CH )3 3COH=
K•Kg/molDespués de todo esto se investigo la constante ebulloscopica del alcohol terbutílico (Kb)
⁄
Con base a este dato y ya que conocemos la molalidad de la bezofenona, es posible conocer el incremento de la temperatura de ebullición con la adición de la benzofenona:
⁄
⁄
Con el valor de la molaridad de la benzofenona (1.097x10-3 mol/ Kg), la
constante R (0.082 atm•L/ K•mol) y la temperatura (298.5 K); se
puede calcular la presión osmótica. La fórmula de la presión osmótica es:
Sustituyendo valores nos da que el resultado de la presión osmótica es:
(
)(
)
Otro punto importante que podemos desarrollar en base a los datos obtenidos durante el experimento y el análisis de resultados es la disminución de la presión relativa:
Donde
es la fracción mol del soluto y
la presión de vapor delcomponente puro. Sustituyendo valores obtenemos que la disminución de la presión relativa es:
1. Farrington, D. Curso de fisicoquímica Experimental. Mc. Graw Hill. 1972.
2. Atkins W.P. Fisicoquímica, Interamericana, México 1986.
3. Keith J.Laidler y Jonh H. Meiser. Fisicoquímica, Continental, México 1997.
4. Willard, H. H. et. Al. Métodos Instrumentales de Análisis. CECSA. 2º Ed. 1986.
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFIA
5. Kirck y Othmer. Enciclopedia de la tecnología química.
6. Maron, H. S. Y Prutton, F. C. Fundamentos de fisicoquímica. Limusa. 1975.
7. Levine, I. N. Fisicoquímica vol. 1. 4º Ed. Mc Graw Hill España 1996
8. Reid, R.C., J.M. Prausnitz, and T.K. Sherwood. The Properties of Liquids and Gases, ed. 3. New York: McGraw-Hill, Appendix A (1997).
9. Liley P.E., G.H. Thomson, D.G. Friend, T.E. Daubert, and E. Buck, Physical and chemical data. In Perry´s Chemical Engineers´ Handbook. Ed. 7, Perry, R.H., D.W. Green, and J.O Maloney, Eds. New York: McGraw-Hill, 2-54(1997)
