PROPIEDADES COLIGATIVAS - DESCENSO DEL PUNTO DE CONGELACIÓN

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Para determinar la molalidad de la solución problema, que fue de 0.28 m, se utilizó la ecuación 2.

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Ecuación 2. Fórmula para determinar la molalidad. Donde es el descenso en el punto de congelación, y es la constante molal crioscópica.[pic 15][pic 16]

Entonces, [pic 17]

Para determinar el peso fórmula de la sustancia desconocida (naftaleno), que fue de 0.12846 Kg/mol, se utilizó la ecuación 3.

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Ecuación 3. Fórmula para determinar el peso fórmula de una sustancia. Donde w es el peso del soluto, y n es el número de moles del solvente.

Entonces, [pic 19]

Para el cálculo de las constantes y se utilizaron los siguientes datos del naftaleno (la sustancia problema), y las ecuaciones 4 y 5.[pic 20][pic 21]

- m = 0,1283 Kg / mol

- = 80,60 °C [pic 22]

- = 218,0 °C [pic 23]

- = 19,00 kJ / mol[pic 24]

- R = 8,314 J / mol K

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Ecuación 4. Fórmula para determinar la constante molal crioscópica, [pic 26]

Entonces,

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Ecuación 5. Fórmula para determinar la constante molal ebulloscópica, [pic 30]

Entonces,

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DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS

Como puede observarse en la gráfica 1, el punto de fusión de la solución formada por alcohol esteárico y la sustancia problema fue menor que el del alcohol esteárico puro. Para comprender que produjo este cambio, es necesario analizar qué efectos tuvo la adición del soluto (sustancia problema) al solvente (alcohol esteárico).

Desde el punto de vista de la entropía del sistema. La congelación de una sustancia implica la transición de un estado desordenado a un estado ordenado. Para que esto suceda, el sistema debe liberar energía y debido a que en una solución hay mayor desorden que en el solvente, es necesario que libere más energía para generar orden [2].

El descenso en el punto de fusión (según la ley de Raoult del descenso crioscópico) esta relacionado directamente con la fracción molar [3]. Sin embargo, por simplicidad a la hora de hacer los cálculos se utiliza en lugar de la fracción molar, la molalidad. Es importante resaltar que se utiliza la molalidad (m) y no la molaridad (M) ya que la molalidad es independiente de la temperatura, lo contrario ocurre con la molaridad debido a que normalmente el volumen de una solución aumenta cuando aumenta la temperatura [4]

Mediante el método crioscópico fue posible determinar que el peso molecular de la sustancia problema era 0.12846 Kg/mol, peso que corresponde al peso del naftaleno; un hidrocarburo aromático de apariencia cristalina o en hojuelas de color blanco con puntos de fusión y ebullición 80.27ºC y 218ºC respectivamente [5]. Una de las características del naftaleno es que se volatiliza fácilmente, una propiedad que comparte con todos los solutos utilizados en experimentos de descenso del punto de fusión. Por otra parte, para experimentos de elevación del punto de ebullición se deben usar solutos nos volátiles. En el caso del solvente para ambos experimentos debe ser volátil [2].

Al comparar los valores experimentales de la constante crioscópica y ebulloscópica del naftaleno con las de la literatura es posible observar que aunque el valor de la constante crioscópica fue bastante aproximado siendo el experimental y el teórico , el de la constante ebulloscópica no tuvo esa misma aproximación siendo el experimental y el teorico [pic 34][pic 35][pic 36][pic 37][pic 38][pic 39]

SOLUCIÓN A LAS PREGUNTAS

1. ¿Mediante qué otros métodos podría determinarse el peso fórmula de una sustancia, sabiendo que se comporta como un soluto no-volátil?

Para determinar el peso formula de una sustancia cuando el soluto es no-volátil, se usa el método crioscópico y ebulloscópico; el cronoscópico es el que utilizamos en esta práctica y el ebulloscópico consiste en preparar una solución de la sustancia cuyo peso formula se desea determinar, y medir la elevación del punto de ebullición de la solución. La ecuación para este método es:

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Ecuación 6. Fórmula para determinar el peso formula. Donde y son las masas del soluto y el solvente.[pic 41][pic 42]

CONCLUSIONES

- La concentración del soluto (no volatil) en una solución, es proporcional a la disminución del punto de fusión de la misma.

- La entropía está relacionada con el punto de fusión de una solución.

- La unidad de concentración apropiada para este tipo de experimentos debe ser la molalidad.

- Con los puntos de congelación y las concentraciones es posible determinar mediante el método crioscópico el peso formula de una sustancia.

REFERENCIAS

- http://www.comoseresuelvelafisica.com/2012/07/Propiedades-Coligativas-Disminucion-del-punto-de-Congelacion.html

- CHANG, R. Química. 11 ed. México, McGraw Hill editors, 2002.pp 539, 540.

- de Ercilla, S. B., & Muñoz, C. G. (2003). Física general. Editorial Tébar, pp 339.

- Harris Daniel, C. Análisis químico cuantitativo. Tercera edición (sexta edición original). Michelson Laboratory, pp 14.

- Naftaleno.

Disponible en:

https://www.ecured.cu/Naftaleno