Universidad de ChileFacultad de Ciencias Químicas y FarmaceúticasDepartamento de Química Orgánica y FisicoquímicaCurso Electivo Fisicoquímica Experimental

“Laboratorio Seco:Determinacion de Actividades en Soluciones iónicas por crioscopía”

Estudiante: Martín Pérez Comisso

Semestre: Sexto (VI)

Fecha de “Ejecucion”: 23 de Agosto de 2009

Fecha de Entrega: 30 de Septiembre de 2009

Introducción

Las Propiedades coligativas, como el descenso crioscópico, no solo son parametros de un sistema a una cierta concentracion, son ademas excelentes formas de determinar el efecto real de estas concentraciones de un determinado soluto. Esto es la actividad. La forma tradicional de calcularla corresponde a la Ecuacion de Gibbs-Duhem.

En este practico el objetivo es el determinar la actividad mediante el descenso del punto crioscópico. Para ello se ha “utilizado” un termómetro de Beckmann y diversas soluciones de molalidad conocida. Este practico se realiza sin un trabajo experimental, solo con el conocimiento de los datos obtenidos alli y las bases teoricas entregadas.

Materiales

A)Instrumentos

- Termometro de Beckmann: Es un termometro de mercurio con la escala absoluta cambiada en 6K. Corresponde a un delgado tubo de vidrio quien contiene mercurio en su interior, muy sensible a los cambios de temperatura. Este tubo esta doblado formando un bulbo (tubo en U) donde se mantiene el mercurio. Es muy fragil y rara vez utilizado.

B)Reactivos

- Cloruro de Sodio (NaCl): solido incoloro y salino que se encuentra naturalmente como halita. Su Peso molecular es 58,4g/mol, densidad 2,2 g/ml. Su punto de fusion es 1074 ºK (801ºC) y 1738 ºK (1465ºC) su punto de ebullición. Su estructura cristalina es cubica centrada en las caras. Su ingesta en grandes cantidades puede traer problemas en el sistema renal. Produce resequedad en zonas humedad, como los ojos y la piel.1

Datos Experimentales y Resultados

En este trabajo se prepararon siete soluciones de cloruro de sodio y se midio su descenso crioscópico con un termometro de Beckmann, registrandose las diferencias en la temperatura de congelacion de las soluciones, en la siguiente tabla:

Tabla 1: Desenso de Tº de congelacion en funcion de la molalidad

A partir de estos datos y una variante de la ecuacion Gibbs-Duhem, condujo a los coeficientes de actividad y las actividades a estas molalidades.

m (moles/Kg) 0,001 0,002 0,005 0,010 0,020 0,050 0,1000,004 0,007 0,018 0,036 0,071 0,176 0,347Tf

Tabla 2: Coeficientes de Actividad y actividades para las distintas molalidades

Con estos resultados se grafico:

Gráfico 1: -(j/m) versus molalidad Gráfico 2: Integracion gráfica del gráfico 1

Gráfico 3: Actividades Versus molalidades

Molalidad j ­(j/m) Area ln(a/m) a0,002 0,007 0,059 ­29,50 ­0,02950 ­0,02950 0,97 0,00194180,005 0,018 0,032 ­6,40 ­0,08335 0,05135 1,05 0,00526300,010 0,036 0,032 ­3,20 ­0,10735 0,07535 1,08 0,01078300,020 0,071 0,040 ­2,00 ­0,13335 0,09335 1,1 0,02195600,050 0,176 0,054 ­1,08 ­0,17955 0,12555 1,13 0,05668500,100 0,347 0,067 ­0,67 ­0,22330 0,15630 1,17 0,1169200

Tf

Discusion y Comentarios

En este practico para poder desarrollar un modelo con un error aceptable se determino eliminar el primer dato, ya que aumentaba mucho la incertidumbre de los resultados ya que es una solucion en exceso diluida para este estudio. Ademas, en el desarrollo matemático del calculo del área para encontrar el valor de g, se considero que la constante de integracion c, es cero, ya que j depende de m, podia resultar tedioso un desarrollo analitico y se opto por integrar las áreas con un metodo gráfico: La regla del Trapezoide.

Ahora, analizando nuestros resultados y el grafico numero tres podemos observar que la actividad aumenta a medida que aumenta la molalidad de las soluciones, cosa que concordante con la teoria. El método da buenos resultados. Eso si, debemos tomar en cuenta que solo es aplicable en soluciones que tiendan a tomar el valor de la temperatura de congelacion del solvente puro, con un Tf pequeño. Si el Tf se hace mayor existira un cambio de calor de fusión que será lo suficientemente alto para no ser ignorabley donde el método de descenso crioscópico no nos es útil.2

Apendice

Bibliografía

- (1) www.wikipedia.es/wiki/cloruro_de_sodio

- (2) Levine,I. Fiscoquimica Volumen I, 4º edición, Ed. Mc Graw Hill,1996, Pags. 289-290, 293, 337-342.

- (3) Vasilief,Ion; Gadiou, R; Franke, K. The QtiPlot Handbook, 1º Edición, 2009