8 Propiedades coligativas [Modo de compatibilidad]

PROPIEDADES COLIGATIVAS. COLIGATIVAS ELEVACION DEL PUNTO DE EBULLICION DE UN LÍQUIDO EN PRESENCIA DE UN SOLUTO NO VOLATIL Laboratorio de Química Física I 2009-2010

Remedios González Luque

1

OBJETIVOS 1. Determinación de la constante ebulloscópica de la acetona. 1 ¿Qué 1.¿Q é ess la l constante nst nt ebulloscópica? b ll s ópi ?

2 Determinación de masas moleculares por 2. ebulloscopía. 2.- ¿Por qué podemos determinar masas moleculares por ebulloscopía?

3 Determinación 3. D t i ió d de coeficientes fi i t d de V Van`t `t ANTES DE RESPONDER

Hoff

3.- ¿Qué es el coeficiente de Van’t Hoff? Laboratorio de Química Física I 2009-2010

VOLVAMOS AL TÍTULO Remedios González Luque

2

PROPIEDADES COLIGATIVAS

ELEVACION DEL PUNTO DE EBULLICION DE UN LIQUIDO EN PRESENCIA DE UN SOLUTO NO VOLATIL

¿Qué son propiedades coligativas? ¿Porqué se eleva el punto de ebullición del disolvente al añadir un soluto no volatil? Laboratorio de Química Física I 2009-2010


3

PROPIEDADES COLIGATIVAS COLIGATIVAS. • Propiedades que dependen sólo del número de partículas de soluto en un solvente y no de la identidad del soluto. • Disminución de la presión de vapor • Aumento de la temperatura de ebullición • Descenso de la temperatura de fusión • Presión P ió osmótica óti Laboratorio de Química Física I

Remedios González Luque Disoluciones-4

¿Porqué aumenta la temperatura de ebullición?

Descenso de la presión de vapor de un disolvente

DISOLUCION BINARIA IDEAL no electrolítica l lí i de d un solo componente volatil

P

T

Laboratorio de Química Física I 2009-2010


P < Po

P

Disolvente puro

Pv

1 atm

Te > Te

Disolución Te

o Teo Te

T

Te>0 ¿Cómo está relacionada Te y la concentración? Laboratorio de Química Física I 2009-2010


Te = Te  Te* = Ke  m ¿Qué es

Te Te*

OBJETIVO 1

,,Ke y m??

Ke Te  Te* / m

K e cte ebulloscópica del disolvente Cuestión 4

Ke 

*2 e

RT MA H *A ( vap) 1000

¿Cómo conseguiremos los objetivos 1 y 2?

m T Te  Te* / Ke

(J / mol K ) K 2 kg unidades K e   K kg mol1 J / mol mol

m=

OBJETIVO 2

m sto (g ) / M sto (g / mol) n sto  kg dte kg dte Laboratorio de Química Física

Laboratorio de Química Física I I 2009-2010


¿Cuál es el tercer objetivo? Propiedades coligativas: soluciones de electrolitos NaCl  Na+ +ClConcentración total de “partículas de soluto”

i m i= nº de moles de iones por mol de electrolito. iNaCl = 2 ¿Cómo está relacionada Te y la concentración en una disolución de un electrolito? Laboratorio Laboratoriode deQuímica QuímicaFísica Física II 2009-2010


Descenso de la temperatura de ebullición. Disolución de electrolito

Te = i  Ke  m ¿Cómo conseguiremos OBJETIVO 3

ell objetivo bj i 3 ?

i = Te  Ke  m Laboratorio de Química Física I 2009-2010


¿¿En que q consiste nuestra experiencia? p Medir temperaturas de ebullición d di de disoluciones l i de d solutos l no volátiles l il iónicos y no iónicos de diferente concentración

Determinación de la constante ebulloscópica de la acetona.

58.0 Tebulliciión, oC

¿Cuál es el OBJETIVO 1?

56.3 0 macetalilida t lilid Experimento con soluciones de acetanilida en acetona a P = 1 atm atm.. Laboratorio de Química Física II 2009-2010


OBJETIVO 1

Determinación de la constante ebulloscópica de la acetona. acetona

Ke T Te  Te* / m m=

Te

m sto (g ) / M sto (g / mol) n sto  kgg dte kgg dte

* Te

¿Qué necesitamos para determinar Ke ?

msto mdte



¿Cómo vamos a determinar estas magnitudes? g * Te

Medimos laTemperatura de ebullición de la acetona

Te

Medimos la Temperatura de ebullición de la disolución acetona acetona- acetonitrilo I

T



msto

Calculamos la masa de acetonitrilo

mdte

Calculamos la masa de acetona

¿Pesamos la acetona? NO ¿Qué Q p pesamos?

mll

mv

' ll

m … … …

m sto  m - m ll ' ll

macet =

m 'll - mV - msto Laboratorio de Química Física I 2009-2010


¿Cómo medimos las temperaturas de ebullición? ¿Cómo y cuando pesamos? ¿Cómo tiene que estar el matraz? Limpio y seco con un imán y 8 ó 9 perlas de ebullición b lli ió y con d dos ttapones

¿Dónde se coloca el matraz para pesarlo? Sobre una base de corcho. ¿Cuánta acetona se añade? ¿Cómo se mide el volumen de acetona?

mV

40 mL de acetona



14

¿Qué hacemos a continuación? Colócar el matraz en el sistema de reflujo.

I

T

MEDIR LA TEMPERATURA DE EBULLICIÓN DE LA ACETONA: CALIBRAR

¿Qué hacemos para obtener mll? Retirar el matraz de la placa , quitar la sonda y tapar inmediatamente el matraz. Enfriar y secar el matraz Pesarlo sobre la base de corcho. Laboratorio de Química Física I 2009-2010

m Remedios González Luque

15

¿Cómo obtenemos m’ll? … … …

Pesar en un vaso de precipitado un poco más de un gramo de acetanilida … … …

Introdúcir en el matraz

… … … … … …

Pesar sobre la base de corcho:

' ll

m



16

¿Cómo medimos la temperatura de ebullición de la disolución? Colocar el matraz en el sistema de reflujo y medir la temperatura de ebullición b lli ió d de lla di disolución, l ió Teb..

I

T

¿Q é hacemos ¿Qué h m s a continuación? ntin ión? Repetir cinco veces los pasos 5, 5 6y7 (experiencias 2, 3, 4, 5 y 6).

¿En que consiste el paso 5? Laboratorio de Química Física I 2009-2010


17

Obtener

m

(2)

¿Qué hacemos para obtener mll? Retirar el matraz de la placa , quitar la sonda y tapar inmediatamente el matraz. Enfriar y secar el matraz Pesarlo sobre la base de corcho.

… … …

m (2)

¿ Que diferencia hay entre mll en la experiencia (1) y mll en esta experiencia (2)? EN LA EXPERIENCIA 1 NO HABÍA SOLUTO. ¿Q Que diferencia f hay y entre m’ll en la experiencia p (1) ( ) y mll en esta experiencia (2)? Se ha evaporado parte de acetona al medir Te de la disolución. Laboratorio de Química Física I 2009-2010


18

¿Qué hacemos a continación? Obtener m’ll (2) ¿Cómo obtenemos

m’ll?

… … …

… … …

Pesar en un vaso de precipitado un p poco más de un gramo g de acetanilida Introducir en el matraz

… … … … …

Pesar:

¿ Que diferencia hay entre m’ll en esta experiencia (2) y en la experiencia (1)? Ahora está el soluto de la adición anterior

msto total = ∑ msto Laboratorio de Química Física I 2009-2010

… … … …… …

' ll

m


19

¿Qué hacemos a continuación? Medimos M dim s la l temperatura t mp t de d ebullición b lli ión de la disolución (2)

I

T

Repetir cinco veces los pasos 5, 6 y 7 (experiencias 3, 4, 5 y 6).

Las experiencias 3, 4, 5 y 6 son como la 2

¿Cómo organizamos los datos? Laboratorio de Química Física I 2009-2010


20

Tabla 1 mV (g)=

M Magnitudes i d medidas did =

Exp.

' (g) (g) m m  ll ll

msto (g)

mstototal (g)

macet (g)

nsto total (mol)

Teb* ((ºC) C) =

mB Teb (mol/kg) (ºC)

T (ºC)

1 2 3 4 5 6

¿Cuál es el objetivo j q que q queremos alcanzar? Laboratorio de Química Física I 2009-2010


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Tabla 1 Exp.

mV (g)=

m  ll

(g)

mll' (g)

msto (g)

mstototal (g)

macet (g)

nsto total (mol)

Teb* (ºC) =

mB Teb (mol/kg) (ºC)

T (ºC)

1 2 3 4 5 6

Determinación de la constante ebulloscópica de la acetona. ¿Qué es mB ?

Ke T Te / mB

m sto total ( g ) / M sto ( g / mol ) n sto  mB = m acet ( kg ) m acet ( kg )

¿Qué magnitudes necesitamos para calcular mB ?

mstototal y macet Laboratorio de Química Física I 2009-2010


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mv

' ll

mll

m

… … …

… … … …… …

¿Cómo calculamos mstototal y macet? msto total = ∑ msto mB =

m sto total (g ) / M sto (g / mol) m acet (kg )

macet =


m 'll - mV - msto total



23

OBJETIVO 2 DETERMINACION DE MASAS MOLECULARES LE L E POR EBULLOSCOPÍA E LL

Te = Ke  m Ke

m Te  Te* / Ke m=

Te

m sto (g ) / M sto (g / mol)

Te*

kg dte

¿Qué necesitamos para determinar Msto ?

msto mdte



¿Cómo vamos a determinar estas magnitudes? g Determinada p previamente

Ke * Te y

Te

msto y mdte

mv

M did experimentalmente Medidas i t l t

I

Calculadas

mll

' ll

m

… … … Laboratorio de Química Física I 2009-2010


T

¿Cómo medimos las temperaturas de ebullición? ¿Cómo y cuando pesamos? ¿Cómo obtenemos mv? ¿Cómo tiene que estar el matraz? Limpie y seque el matraz con un imán y 8 ó 9 perlas de ebullición. Pesar, sobre una base de corcho, el matraz con las perlas, el iman y dos tapones.

mV.

Añada al matraz unos 40 mL de acetona



26

Colóque el matraz en el sistema de reflujo.

T

I

MIDA LA TEMPERATURA DE EBULLICIÓN DE LA ACETONA: CALIBRAR

¿Cómo obtenemos mll? Retire el matraz de la p placa , quite la sonda y tape inmediatamente el matraz. Enfríe f el matraz y séquelo q Pés l ssobre Péselo b lla b base s d de corcho. h Laboratorio de Química Física I 2009-2010


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¿Cómo obtenemos m’ll?

… … …

Pese en un vaso de p precipitado p 3.5 g de sustancia desconocida X

I t dú Introdúzcalo l en ell matraz t Péselo:

… … …

… … …

' ll

… … …

m Laboratorio de Química Física I 2009-2010


28

Vuelva a colocar el matraz en el sistema de reflujo y comience una nueva medida. I

T

Cuando la temperatura se mantenga constante determine la temperatura de ebullición b lli ió de d la l disolución, di l ió Teb.

Repita todo el procedimiento para obtener otra medida. medida

¿Cómo organizamos los datos? Laboratorio de Química Física I 2009-2010


29

Tabla 2.

exp

mV(g)

m ll (g)

m 'll (g)

msto(g)

macet(g)

Teb*((ºC) C) Teb ((ºC) C) T ((ºC) C)

1ª 2ª 2

n sto m sto (g) / M sto (g / mol)  mB = m acet (kg ) m acet (kg )

Te = Ke  mB

M sto (g / mol) 

K e (K kg / mol) m sto (g ) T(K) m acet (kg k )

¿Cómo calculamos msto y macet? Laboratorio de Química Física I 2009-2010


30


mv

mll

' ll

m … … …

macet =

m - mV - msto ' ll

m acet  m ll - m v Laboratorio de Química Física I 2009-2010


31

OBJETIVO 3

DETERMINACION DE COEFICIENTES DE VAN’T HOFF

Te = i  Ke  m Ke

i Te  Te* / Ke  m m=

Te

m sto (g ) / M sto (g / mol) kg dte

Te*

¿Qué necesitamos para determinar i ?

msto mdte



¿Cómo vamos a determinar estas magnitudes? g Ke * Te y

T bl Tablas Medida experimentalmente

Te

msto y mdte

mv

I

T

calculadas

mll

' ll

m

… … … Laboratorio de Química Física I 2009-2010


¿Cómo medimos las temperaturas de ebullición? ¿Cómo y cuando pesamos? ¿Cómo obtenemos mv? ¿Cómo tiene que estar el matraz? Limpie CON AGUA y seque el matraz con un imán y 8 ó 9 perlas de ebullición. Pesar, sobre una base de corcho, el matraz con las perlas, el iman y dos tapones.

mV.

Añada al matraz unos 30 mL de agua



34

Colóque el matraz en el sistema de reflujo.

T

MIDA LA TEMPERATURA DE EBULLICIÓN Ó DEL AGUA: CALIBRAR

I

¿Cómo obtenemos mll? Retire el matraz de la placa , (CUIDADO QUEMA!!!)

quite la sonda y tape el matraz. Enfríe el matraz y séquelo

Pés l ssobre Péselo b lla b base s d de corcho. h Laboratorio de Química Física I 2009-2010


35

¿Cómo obtenemos m’ll? NaCl N 2SO4 Na AlCl3

… … …

Pese en un vaso de precipitado l sall necesaria la i para obtener bt una disolución 0.5 m

Introdúzcala en el matraz … … …

… … …

Péselo: … … …

' ll

m Laboratorio de Química Física I 2009-2010


36

Vuelva a colocar el matraz en el sistema de reflujo y comience una nueva medida. I

Cuando la temperatura se mantenga m g constante determine m la temperatura de ebullición de la disolución,,

T

Teb. eb

Repita R it ttodo d ell procedimiento di i t con las otras sales ¿Cómo organizamos los datos? Laboratorio de Química Física I 2009-2010


37

Tabla 3. Teb*(ºC)= Sal

mV(g)

m ll(g) m 'll (g)

msto(g)

magua(g) nsto(mol) mB(mol/kg) Teb ((ºC) C) T ((ºC) C)

1 2 3

Treal Te  T i  Tnoelec K e mB

* e

Treal Te – Te* Tnoelec Te = Ke  mB

n sto m sto (g ) / M sto (g / mol)  mB = m agua (kg ) m agua (kg ) Laboratorio de Química Física I 2009-2010


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mv

mll

' ll

m … … …

magua =

m - mV - msto ' ll

m agua  m ll - m v Laboratorio de Química Física I 2009-2010


39

8 Propiedades coligativas [Modo de compatibilidad]

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