LABORATORIO-N6

Universidad nacional de ingeniería

Universidad nacional de ingeniería

F

F

acultad de ingeniería industrial

acultad de ingeniería industrial

y sistemas

y sistemas

CURSO:

CURSO:

Química Básica

Química Básica

CODIGO DE CURSO Y SECCION:

CODIGO DE CURSO Y SECCION:

N

N

 _{DE INFORME DE L!OR"ORIO:}

 _{DE INFORME DE L!OR"ORIO:}

₆

₆

NOM!RE DE L #RC"IC DE L!OR"ORIO:

NOM!RE DE L #RC"IC DE L!OR"ORIO:

Líquidos y

Líquidos y

soluciones

soluciones

#ROFESOR:

#ROFESOR:

Petra Rondinel P.

Petra Rondinel P.

CICLO:

CICLO:

201!"

201!"

IN"EGRN"ES:

IN"EGRN"ES:

#lumna$

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B789":'$

!8studiar algunas de las 4ro4iedades generales de los líquidos y algunas 4ro4iedades de las soluciones acuosas.

-U;<#8;9 98=R"$

L>QU"<'$

 Un líquido está ?ormado 4or mol/culas que están en movimiento constante y desordenado) y cada una de ellas c@ocan miles de millones de veces en un la4so muy 4eque3o.

 <entro de los líquidos eAisten ?uer(as eAtremas que entre sus mol/culas las cuales se atraen) 4or otra 4arte cuando a un líquido se le a4lica una 4resi%n su volumen no se ve a?ectado en gran cantidad) ya que sus mol/culas tienen 4oco es4acio entre sí.

PRP"8<#<8' <8 L' L>QU"<'$

DIFUSI$N:

 #l reali(ar la me(cla de dos líquidos) las mol/culas de uno de ellos se di?unde en todas las mol/culas del otro líquido a muc@o menor velocidad) cosa que en los gases no sucede.

 La distancia 4romedio que se genera en los c@oques se le llama trayectoria lire media esto sucede cuando las mol/culas están astantemente se4aradas.

FORM Y %OLUMEN:

 8n un líquido) las ?uer(as de atracci%n son suCcientemente agudas 4ara limitar a las mol/culas en su movimiento dentro de un volumen

deCnido) a 4esar de esto las mol/culas no 4ueden guardar un estado C&o) es decir que las mol/culas del líquido no 4ermanecen en una sola 4osici%n. <e tal ?orma que las mol/culas) dentro de los límites del volumen del líquido) tienen la liertad de moverse unas alrededor de otras) a causa de esto) 4ermiten que Duyan los líquidos. #un cuando) los líquidos 4oseen un volumen deCnido) 4ero) deido a su ca4acidad 4ara Duir) su ?orma de4ende del contorno del reci4iente que los contiene.

%ISCOSIDD:

 #lgunos líquidos) literalmente Duyen lentamente) mientras que otros Duyen con ?acilidad) la resistencia a Duir se conoce con el nomre de viscosidad.

 La viscosidad 4uede medirse tomando en cuenta el tiem4o que transcurre cuando cierta cantidad de un líquido Duye a trav/s de un delgado tuo) a&o la ?uer(a de la gravedad. 8n otro m/todo) se utili(an es?eras de acero que caen a trav/s de un líquido y se mide la velocidad de caída.

-=RUL# <8 L# :"''"<#<$

 'i deseamos determinar las viscosidad con res4ecto al tiem4o) es decir el volumen del líquido que Duye con res4ecto al tiem4o tenemos$

8n donde$

E :elocidad de Du&o del líquido a lo largo de un tuo. r E Radio del tuo.

L E Longitud

COM#RESI$N Y E&#NSI$N:

 # los líquidos se les considera incom4resiles deido que dentro de ellos eAisten ?uer(as eAtremas que entre sus mol/culas las cuales se atraen) 4or otra 4arte cuando a un líquido se le a4lica una 4resi%n su volumen no se ve a?ectado en gran cantidad) ya que sus mol/culas tienen 4oco es4acio entre síH 4or otra 4arte si a4licamos un camio de tem4eratura a un líquido su volumen no su?rirá camios considerales.

"ENSI$N SU#ERFICIL:

 8n un líquido) cada mol/cula se des4la(a siem4re a&o inDuencia de sus mol/culas vecinas. Una mol/cula cerca del centro del líquido) eA4erimenta el e?ecto de que sus vecinas la atraen casi en la misma magnitud en todas direcciones. 'in emargo) una mol/cula en la su4erCcie del líquido no está com4letamente rodeado 4or otras y) como resultado) solo eA4erimenta la atracci%n de aquellas mol/culas que están 4or aa&o y a los lados. Por lo tanto la tensi%n su4erCcial actIa en un líquido 4er4endicular a cualquier línea de 1cm de longitud en la su4erCcie del mismo.

'LU";8'$

Una disoluci%n Fdel latín disolutioG) tami/n llamada soluci%n) es una me(cla @omog/nea anivel molecular o i%nico de una o más sustancias) que no reaccionan entre sí) cuyos com4onentes se encuentran en 4ro4orci%n que varía entre ciertos límites. <escrie un sistema en el cual una o más sustancias están me(cladas o disueltas en ?orma @omog/nea en otra sustancia. Un e&em4lo comIn 4odría ser un s%lido disuelto en un líquido) como la sal o el a(Icar disuelto en aguaH o incluso el oro en mercurio) ?ormando una amalgama.

CONCEN"RCI$N:

La concentraci%n de una disoluci%n es la 4ro4orci%n o relaci%n que @ay entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolvente) donde el soluto es la sustancia que se disuelve) el disolvente la sustancia que disuelve al soluto) y la disoluci%n es el resultado de la me(cla @omog/nea de las dos anteriores. # menor 4ro4orci%n de soluto disuelto en el disolvente) menos concentrada está la disoluci%n) y a mayor 4ro4orci%n más concentrada /sta.

La molaridad FG) o concentraci%n molar) es la cantidad de sustancia FnG de soluto 4orcada litro de disoluci%n. Por e&em4lo) si se disuelven 0) moles de soluto en 1000 mL de disoluci%n) se tiene una concentraci%n de ese soluto de 0)  F0) molarG. Para 4re4arar una disoluci%n de esta concentraci%n @aitualmente se disuelve 4rimero el soluto en un volumen menor) 4or e&em4lo 500 mL) y se traslada esa disoluci%n a un matra( a?orado) 4ara des4u/s enrasarlo con más disolvente @asta los 1000 mL.

 M = cantidad de sustancia(n) volumende disolución( L)

MOLLIDD:

La molalidad FmG es el nImero de moles de soluto que contiene un Jilogramo de disolvente. Para 4re4arar disoluciones de una determinada molalidad) no se em4lea un matra( a?orado como en el caso de la molaridad) sino que se 4uede @acer en un vaso de 4reci4itados y 4esando con una alan(a analítica) 4revio 4eso del vaso vacío 4ara 4oderle restar el corres4ondiente valor.

m= moles de soluto kgde disolvente

La 4rinci4al venta&a de este m/todo de medida res4ecto a la molaridad es que como el volumen de una disoluci%n de4ende de la tem4eratura y de la 4resi%n) cuando /stas camian) el volumen camia con ellas. *racias a que la molalidad no está en ?unci%n del volumen) es inde4endiente de la tem4eratura y la 4resi%n) y 4uede medirse con mayor 4recisi%n. 8A4resado en ?unci%n de los 4esos del soluto y solvente) además de la masa molecular del soluto.

m= (Wsoluto) x1000

PRP"8<#<8' L"*#9":#'$

DESCENSO CRIOSC$#ICO:

8l soluto ostaculi(a la ?ormaci%n de cristales s%lidos) 4or e&em4lo el líquido anticongelante de los que @acen descender su 4unto de congelaci%n.

∆ Tf = Kf x m

• m es la molalidad. 'e eA4resa en moles de soluto 4or Jilogramo de

disolvente FmolKJgG.

• 9? es el descenso del 4unto de congelaci%n y es igual a 9? ! 9 donde

 9 es el 4unto de congelaci%n de la soluci%n y 9? es el 4unto de congelaci%n del disolvente 4uro.

• ? es una constante de congelaci%n del disolvente. 'u valor) cuando

el solvente es agua es 1)M6 N JgKmol.

UMEN"O E!ULLOSC$#ICO:

#l agregar mol/culas o iones a un solvente 4uro la tem4eratura en el que /ste entra en eullici%nes más alto. Por e&em4lo) el agua 4ura a 4resi%n atmos?/rica emulle a 100 N) 4ero si se disuelve algo en ella el 4unto de eullici%n sue algunos grados centígrados.

∆ Tb= Kb x m

• m es la molalidad. 'e eA4resa en moles de soluto 4or Jilogramo de

disolvente FmolKJgG.

• 9 es el aumento del 4unto de eullici%n y es igual a 9 ! 9 donde 9

es el 4unto de eullici%n de la soluci%n y 9 el del disolvente 4uro.

•  es una constante de eullici%n del disolvente. 'u valor cuando el

solvente es agua es 0)12 N JgKmol.

#RESI$N OSM$"IC:

La %smosis es la tendencia que tienen los solventes a ir desde (onas de menor concentraci%n @acia (onas de mayor concentraci%n de soluto. 8l e?ecto 4uede 4ensarse como una tendencia de los solventes a OdiluirO. 8s el 4asa&e es4ontáneo de solvente desde una soluci%n más diluida Fmenos concentradaG @acia una soluci%n menos diluida Fmás concentradaG) cuando se @allan se4aradas 4or una memrana semi4ermeale. La 4resi%n

osm%tica FG se de?ine como la 4resi%n requerida 4ara evitar el 4aso de solvente a trav/s de una memrana semi4ermeale) y cum4le con la eA4resi%n$

πV =nRT 

• n es el nImero de moles de 4artículas en la soluci%n.

• R es la constante universal de los gases) donde R E M.51++,2 7  !1 

mol!1.

•  9 es la tem4eratura en elvin.

 9eniendo en cuenta que nK: re4resenta la molaridad FG de la soluci%n otenemos$

π = MRT 

#l igual que en la ley de los gases ideales) la 4resi%n osm%tica no de4ende de la carga de las 4artículas.

DESCENSO DE L #RESI$N DE %#OR:

uando se 4re4ara una soluci%n con un solvente volátil y un soluto no volátil Fque no se trans?ormará en va4orGy se mide su 4resi%n de va4or) al com4ararla con la 4resi%n de va4or de su solvente 4uro Fmedidas a la misma tem4eratura y 4resi%n atmos?/ricaG) se oserva que la soluci%n es menor que la del solvente. 8sto es consecuencia de la 4resencia del soluto no volátil. 8l ?en%meno oservale es un aumento del 4unto de eullici%n de la disoluci%n.

8ste e?ecto es el resultado de dos ?actores$

• La disminuci%n del nImero de mol/culas del disolvente en la

su4erCcie lire.

• La a4arici%n de ?uer(as atractivas entre las mol/culas del soluto y las

mol/culas del disolvente) diCcultando su 4aso a va4or. U' <8 ";<"#<R8'$

INDICDOR DE '(:

Un indicador de 4 es una sustancia que 4ermite medir el 4 de un medio. aitualmente) se utili(an como indicador de las sustancias químicas que camian su color al camiar el 4 de la disoluci%n. 8l camio de color se dee a un camio estructural inducido 4or la 4rotonaci%n o des4rotonaci%n de la es4ecie. Los indicadores Scido!ase tienen un intervalo de vira&e de unas dos unidades de 4) en la que camian la disoluci%nen la que se encuentran de un color a otro) o de una disoluci%n incolora) a una coloreada. Los más conocidos son el naran&a de metilo) que vira en el intervalo de 4 5)1 ! +)+) de color ro&o a naran&a) y la ?enol?taleína) que vira desde un 4 M @asta un 4 10)trans?ormando disoluciones incoloras en disoluciones con colores rosados K violetas.

<"#*R##' <8L PR8'$

8TP8R"8;9 ;N 1$

 9uo de ensayo

lim4io y seco 2. ml de alco@ol 15

#rma Proces

on&unto

Lea la tem4eratura cuando sale la Iltima uru&a del ca4ilar Retirar la llama cuando se des4renda la 1ra _{uru&a en el}

Que no c@oque con el vaso o acer mov. :erticales

con un agitador Re illa de ec@er _{alentar el} 1 cm al ?ondo del on unt on las  4artes de 8Atremo cerrado 'umergir el con&unto en un

'u&etar con una liga el term%metro al tuo

8TP8R"8;9 ;N 2$ 8TP8R"8;9 ;N 5$ asta unos 2cm del orde :ierta la soluci%n de cloruro de sodio FlG al ida la "ntrodu(ca el densímetro 4ara su lectura Usando la <etermine la_{concentraci%n de}

-i&arlo con una oloque en un

8TP8R"8;9 ;N +$ 2g de la sustancia de 4eso molecular M g de na?taleno) 105 sumergir el tuo en un vaso de 20 ml) llene con agua destilado @asta sus

inmediatamente retire el

uando la soluci%n se torne turia anote la #gite circularmente la masa ?undida con el term%metro

"ntrodu(ca un term%metro y retirar rá4idamente el tuo del agua Fmant/ngalo su&eto

aliente el agua 4ara que se ?unda el

Poner las muestras en el 4a4el

servar el 4 de cada soluci%n

#gregue una gota de anaran&ado de metilo a las muestras no coloreadas 4or#gregar 5 o + gotas_{de ?enol?taleína a}

on tuos se4arados y rotulados $ lH ;aH ;+lH ;a5H ;a25H

5;a

#gregar 2ml de cada soluci%n

<#9' 8TP8R"8;9#L8'$

8TP8R"8;9 ;N 1$

 9em4eratura de eullici%n del alco@ol etílico$ ,N  8TP8R"8;9 ;N 2$ <ensidad E 1.01V gKcm5 8TP8R"8;9 ;N 5$  9em4eratura de congelamiento$ ,M.N  8TP8R"8;9 ;N +$ S)luci*n Fen)l+talei na naran,ad) de metil) #a'el indicad)r (Cl "ncoloro Ro&o 2 NaO( -ucsia 1+ N(-Cl "ncoloro ;aran&a 6 Na(CO. PIr4ura M Na/CO. -ucsia 11 C(.COON a "ncoloro ;aran&a ,

#LUL'  R8'UL9#<'$

Densidad #)rcenta,e en 'es)

0120/3 /

012/45

-8TP8R"8;9 ;N 5$

8l na?taleno actIa como solvente. <el eA4erimento otuvimos$

•  9em4eratura de congelaci%n ,M.N • asa del na?taleno$ Mg

• asa de la sustancia desconocida$ 2g

Basándonos en la tala de constantes molares de 4untos de congelaci%n otenemos los siguientes datos$

• ? del na?taleno E 6.V

• Punto de congelaci%n E M0)5 N

Usando la ecuaci%n de descenso criosco4ico$

∆ Tf = Kf x m

M0.5 W ,M. E 6.V A m mE0.260M

 'ore la molalidad saemos que$

m= (Wsoluto) x 1000

( Msoluto) x(Wsolvente)

Reem4la(ando los datos otenidos$

0.2608= (2) x1000

( Msoluto) x8

soluto E VM.M gKmol

U8'9";#R"$

016 7En 8u9 m)ment) em'iea a ;er<ir un lí8uid)=

uando la 4resi%n de va4or del líquido es igual a la 4resi%n atmos?/rica de su entorno) 4or lo que se da la transici%n de la ?ase liquida a la gaseosa.

/16 7 8u9 se de>e la 'resencia de >ur>u,as en un lí8uid) en e>ullici*n=

La entrega de energía caloríCca al líquido genera el aumento de la energía cin/tica de sus mol/culas que luego de adquirir dic@a energía se

mueven de manera desordenada y aleatoria constituyendo las uru&as) características de la eullici%n.

.16 7Cu?l ser? la m)laridad de la s)luci*n de cl)rur) de s)di) @) sacar)saA estudiada en la 'r?ctica=

 9omando 101V g como la masa de la soluci%nH entonces @ay un volumen de 1000ml X Y 1L .8l Z masa es 2.M0,+) la masa de la soluci%n sería 'aiendo que$  M = cantidad de sustancia(n) volumen de disolución( L)  M = m ( MNaCl)(Vsol)= 28.0679155 (58.44)(1) = 0.489 5 M= 0.4895

-16 ")mand) en c)nsideraci*n el eB'eriment) N. 7Cu?l ser? el descens) de la tem'eratura de c)ngelaci*n 'ara una sustancia cuy) 'es) m)lecular es -22=

m= (Wsoluto) x 1000

( Msoluto) x(Wsolvente) m=2 x1000

400 _x8

mE 0.62 Usando la ecuaci%n de descenso criosc%4ico$

∆ Tf = Kf x m

FM0.5 W 9?G E F6.VG F0.62G

 9? E ,.VVN

8l descenso será$ +.5N

316Calcular la m)lalidad de la s)luci*n del eB'eriment) N.

'ore la molalidad saemos que$

m= (Wsoluto) x 1000

( Msoluto) x(Wsolvente)

0.2608= (2) x1000

( Msoluto) x8

soluto E VM.M gKmol

516 Sugiera el n)m>re del s)lut) del eB'eriment) N.

Podemos consideras que se trata de un com4uesto orgánico no eAactamente saer el nomre 4ero 4uede tratarse de un com4uesto aromático 4or la elevada masa molecular que 4resenta) ya que es solule ante el na?taleno que es una sustancia 4olar entonces esta tami/n lo es.

16 7#)r 8u9 una s)luci*n de cl)rur) de am)ni) es ligeramente ?cida=

8sto se 4uede ?undamentar 4or las teorías ácido ase ya que en el cloruro de amonio encontramos los iones l! que ?ormaron 4arte de una ase ?uerte como el l el cual es un ácido ?uerte y 4or tanto esta sal sería una ase d/il. #@ora esta soluci%n tami/n 4osee iones ;+[ 4rovenientes del ;5 que es ase d/il y 4or ello este ion tendría carácter de ácido ?uerte. 8s 4or ello que en la soluci%n 4redomina ligeramente el carácter ácido.

4167u9 indicad)r es m?s a'r)'iad) 'ara una titulaci*n c)n 'unt) de e8ui<alencia de '( -=

La elecci%n de un indicador 4ara una soluci%n en 4articular se asa en que su 4unto de equivalencia se encuentre cerca al intervalo de 4 en el vira&e del indicador 4ara así notar un camio rusco del color de su ?orma ácida a su ?orma ásica y el indicador que es id%neo 4ara un 4 E + sería el anaran&ado de metilo cuyo intervalo se encuentra entre 2.V y +.1 eAactamente.

R88;<#";8'$

 :eriCcar que uno de los eAtremos del tuo ca4ilar este cerrado.

 uidado de que el agitador no c@oque con el vaso o tuo de 4ruea.

 8star 4endiente en el 4rimer y cuarto eA4erimento) 4ara que el margen de error sea mínimo.

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