Guía de laboratorio FISICOQUÍMICA

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Si la ley de Raoult se obedece y la presión de vapor del soluto en la solución saturada es igual a la presión de vapor de los cristales, P (8), entonces:

P (8) = X. P.L (7)

En donde PLº es la presión del vapor del soluto liquido superenfriado y X es su fracción molar en solución saturada.

Tomando logaritmos de la ecuación (8) y diferenciando con respecto a T, obtenemos:

∂ ln P (9) - ∂ Ln PºL = ∂ (Ln X) _ (8)

∂T ∂T ∂T

Si se usa la relación de Clausius – Clapeyron la ecuación (9) convierte en:

AH Subl - AH Vap ∂ ( Ln X ) = AH fusión (9)

RT2 RT2 ∂T RT2

En las derivadas parciales de las ecuaciones (8) y (9) la presión externa se mantiene constante. Si comparamos las ecuaciones (4) y (10), concluimos que el AHº De la ecuación (4), o sea el calor diferencial de solución a dilución infinita, debe ser igual al calor de fusión cuando el comportamiento de la solución es ideal, o sea:

AHº = AH(fusión) (10)

Determinación del calor diferencial de solución 3/5

Levine4, obtiene la ecuación (7), modificada, en una forma más amplia y sin asumir comportamiento ideal. La ecuación de Levine es:

R ln γB X B = AH m ( 1 - 1 ) - ACP* (T – T f - ln T ) (11)

T*f T T Tf

En esta expresión YB es el coeficiente de actividad de B, Tf* es la temperatura de fusión normal de B puro, AH m es el AH molar de fusión B (soluto).

ACP = CP( I ) (T, Pº ) – CP (S) (T, Pº)

CP Es la capacidad calorífica de B a presión constante, Pº es la presión normal o sea 1 atm. L y S representan el sólido y el liquido.

La ecuación (12) no tienen un gran valor práctico debido al coeficiente de actividad desconocido:

La ecuación (12) puede transformarse en (7) si se asume burdamente que YB = 1 y que término con ACP es mucho menor que el término con AHm. YB = 1 cuando el comportamiento de la solución es ideal y el término con ACP puede despreciarse cuando soluto, así obtenemos:

R LnXB = ΔHm (1 - 1 ) (12)

Tf T.

Puede observarse que basta integrar la ecuación (6) para obtener la ecuación (12).

2. OBJETIVOS

2.1.. Estudiar el equilibrio sólido- liquido y calcular el calor diferencial de solución.

3. CONSULTAS PRELIMINARES

3.1. Calor diferencial de solución.

3.2. Influencia de la temperatura en la solubilidad.

4. MATERIALES

MATERIAL

CANTIDAD

Vaso de precipitado 100 mL

1

Vaso de precipitado 600 mL

1

Pipeta volumétrica de 10.0 mL

1

Probeta de 25 mL

1

Erlenmeyer de 125 mL

1

Tubo de ensayo pequeño

3

Tubo de ensayo grande

3

Bureta de 25 mL

1

Pinza para bureta

1

Pinza de madera

1

Frasco lavador

1

Termómetro de alta sensibilidad

1

Espátula pequeña

1

Varilla de agitación

1

Determinación del calor diferencial de solución 4 /5

5. REACTIVOS

SUSTANCIAS*

CANTIDAD

Ácido benzoico (C6H5COOH) R: 22 – 36 S: 24

5g

Hidroxido de sodio (NaOH) R: 35 S: (1/2) - 26 – 37/39 - 45

(Solución de NaOH 0.05M estandarizada)

Fenolftaléina

Etanol

Agua destilada

Hielo

*Remitir al manual de protocolo de riesgo/ eguridad y fichas técnicas de eguridad.

6. EQUIPOS

EQUIPOS*

CANTIDAD

Balanza Analítica

1

Balanza gramera

1

Cronómetro.

1

Plancha de Calentamiento (opcional mechero )

1

- Remitir al manual de protocolo de calibración de equipos

7. PROCEDIMIENTO

Método 1.

7.1. Pase 1.0 gramos de ácido benzoico, transfiéralos a un Erlenmeyer