CONSTRUCCIÓN DE DIAGRAMA SOLUBILIDAD = f(TEMPERATURA)

RESUMEN/ DESCRIPTORES

1. OBJETIVOS.

1.1. Construir la curva de solubilidad en función de la temperatura para el nitrato de potasio.1.2. Construir la curva de solubilidad en función de la temperatura para el clorato de potasio.

2. TEORÍA.

2.1. Solubilidad en función de la temperatura.

Generalmente un aumento de temperatura facilita el proceso de disolución de un soluto. Lo que se explica por los siguientes hechos:

a.- El calor suministrado al sistema aumenta la velocidad de difusión de las partículas del soluto en el seno del solvente.

b.- El calor suministrado es absorbido por las moléculas del soluto, debilitándose las fuerzas intermoleculares y facilitándose el proceso de solvatación.

Sin embargo, existen casos en donde un aumento de temperatura disminuye la solubilidad, como el caso del Ce2(SO4)3 el cual su solubilidad en agua a 0 ºC es de 39.5% mientras que a 100 ºC es de 2.5%.

La influencia de la temperatura en la solubilidad de las sustancias, para algunas sustancias se han recogido datos experimentales que han permitido construir la gráfica de solubilidad en función de la temperatura.

El proceso de disolución de una sustancia puede ser endotérmico ó exotérmico. Un aumento de temperatura favorece la disolución en los procesos endotérmicos ; y una diminución de temperatura favorece la disolución en los procesos exotérmicos (1)

3. PARTE EXPERIMENTAL.

3.1. Materiales y Equipos.

3.1.1. Balanza.3.1.2. Vaso de precipitación. Rango: 400ml A±50ml3.1.3. Mechero.3.1.4. Piseta. Rango: 10ml A±0.1ml3.1.5. Tubo de ensayo.3.1.6. Pinza para tubos de ensayo.3.1.7. Termómetro. Rango: 50ºC A±0.1ºC

3.2. Sustancias y Reactivos.

3.2.1. Agua destilada. (H2O)(Liq)

3.2.2. Nitrato de potasio. (KNO3)(S)

3.2.3. Clorato de potasio. (KClO3)(S)

3.3. Procedimiento

3.3.1. Pesar 3 g de nitrato de potasio y colocarlo en un tubo de ensayo.3.3.2. Anadir 3 ml de agua destilada.3.3.3. Someter a calentamiento hasta que se haya solubilizado totalmente la sal.3.3.4. Tomar el valor de temperatura el momento en que se haya solubilizado todo el sólido.3.3.5. Dejar enfriar hasta que se formen los nuevos cristales.3.3.6. Anadir 1 ml más de agua y someter a calentamiento.3.3.7. Repetir el procedimiento hasta que ya no se formen los cristales, añadiendo cada vez 1 ml de agua.3.3.8. Registrar los datos. 3.3.9. Repetir el procedimiento para el clorato de potasio, con 3 g de sal y 11 ml de agua.

4. DATOS. 4.1. Datos Experimentales.

Tabla 4.1-1Datos de solubilidad para nitrato de potasio, m = 3 g.

V, [ml] T, [ºC]

3 60

4 53

5 49

6 43

7 36

8 35

Tabla 3.1-1Datos de solubilidad para clorato de potasio, m = 3 g.

V, [ml] T, [ºC]

11

12

13

14

15

16

4.2. Datos adicionales.

Tabla 4.2-1Densidad del agua.

Sustancia Densidad, [g/ml]

Agua 1,0000

Fuente: Manual del Ingeniero Químico, Perry. 7ma Edicion.

5. CALCULOS.

5.1. Calculo de la solubilidad.

S= masade solutomasade solvente

Ec. 5.1-1

ρ=mV

Ec. 5.1-2

m=ρ∗V Ec. 5.1-3

6. RESULTADOS.

Tabla 6-1Solubilidad del nitrato de potasio.

T, CS( gsoluto

100g agua )60 100

53 75

49 60

43 50

36 42.86

35 37.5

Tabla 6-2Solubilidad del clorato de potasio.

T, CS( gsoluto

100g agua )

7. DISCUSION.

En está práctica se realizó la determinación experimental de las curvas de solubilidad del clorato de potasio y del nitrato de potasio. Hay pérdidas del soluto ya que al momento de ponerlo en el tubo de ensayo se quedaron pequeñas cantidades de soluto pegados a las paredes del recipiente esto fue debido a que no se tubo cuidado al momento de agregar el soluto en el tubo de ensayo fue una falla humana, esto altera los resultados de la temperatura en la cual el soluto se solubiliza con el ya que no hay las proporciones al 100% que se necita para realizar la práctica. Otra de las fallas fue al momento de tomar lectura de la temperatura ya que la lectura debía ser precisa cuando el soluto se disuelve con el agua, de lo contrario se tomara una temperatura superior a la que el solvente se solubiliza con el agua y esto afectara al momento de graficar los diagramas.

8. CONCLUSIONES.

9. APLICACIONES.

DE LOS PASTICOS SOLUBLES.

Una de las aplicaciones de los plásticos solubles en la fabricación de bolsas de plástico para recoger la ropa sucia en de los hospitales. Cuando existe riesgo de infección al manipular la ropa sucia de ciertos enfermos, esta ropa se introduce en bolsas solubles de forma que los trabajadores de las lavanderías no tengan que llegar a tocarla. La ropa se almacena en modo seguro y , a la hora de lavarla, las bolsas se introducen directamente en las máquinas de lavar; las bolsas se disuelven en el agua caliente y sigue normalmente el proceso de lavado.

DEL ALCOHOL POLIVINÍLICO Y EL ACETATO DE POLIVINILO

Estos dos polímeros se utilizan industrialmente en la fabricación de pegamentos, por ejemplo, es el caso de la “cola blanca” que se emplea para pegar madera y en los trabajos escolares.

FABRICACIÓN DE JARABES

Una aplicación es la fabricación de jarabes, lo que hacen es calentar la solución para que la solubilidad aumente y poderle disolver mas azúcar, cuando se ha llegado a la concentración deseada, se baja lentamente la temperatura para no cristalizar al azúcar hasta llegar a temperatura ambiente, y así se obtiene un jarabe, que es una solución sobresaturada.Otra es la cristalización fraccionada en donde se disuelve una mezcla de compuestos en un solvente y se va variando la temperatura para cristalizar a determinada temperatura solo uno de los compuestos. Se usa para separar compuestos.

10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

10.1. Citas Bibliográficas. (1) CARRILLO, Alfonso, Prácticas de Química General, 1985, Quito-Ecuador

10.2. Bibliografía.

10.2.1 Brown, LeMaay Y Bursten (1998) Química “La Ciencia Central” , (7ª.Ed.), México,Edit.prentice Hall.10.2.2 CARRILLO, Alfonso, Prácticas de Química General, 1985, Quito-Ecuador 10.2.3 http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080407143400AA2GaiF

11. ANEXOS.

11.1. Diagrama del Equipo. 11.2. Diagrama S=f(T) experimental para clorato de potasio.11.3. Diagrama S=f(T) teórico para clorato de potasio.11.4. Diagrama S=f(T) experimental para nitrato de potasio.11.5. Diagrama S=f(T) teórico para nitrato de potasio.

12. CUESTIONARIO.

12.1. La solubilidad del KNO3 es de 155 g por 100 de agua a 75°C, y de 38 g a 25°C. ¿Cuál es la masa (en gramos) de KNO3 que cristalizará al enfriar exactamente 10Og de disolución saturada de 75°C a 25°C?

12.2. Explique qué problemas genera el carbonato de calcio en los generadores de vapor.

Problemas de incrustaciones. El origen de las mismas está dado por las sales presentes en las aguas de aporte a los generadores de vapor, las incrustaciones formadas son inconvenientes debido a que poseen una conductividad térmica muy baja y se tornan con mucha rapidez en los puntos de mayor transferencia de temperatura.

Por esto, las calderas incrustadas requieren un mayor gradiente térmico entre el agua y la pared metálica que las calderas con las paredes limpias.

Otro tema importante que debe ser considerado, es la falla de los tubos ocasionadas por sobrecalentamiento debido a la presencia de depósitos, lo que dada su naturaleza, aíslan al metal del agua que los rodea pudiendo así sobrevenir desgarros o roturas en los tubos de la unidad con los perjuicios que ello ocasiona.

Las sustancias formadoras de incrustaciones son principalmente al carbonato de calcio, decrece con el aumento de temperatura. Estas incrustaciones forman depósitos duros muy adherentes, difíciles de remover, algunas de las causas más frecuentes de este fenómeno son las siguientes:

Excesiva Concentración de sales en el interior de la unidad.

El vapor o condensado tienen algún tipo de contaminación.

Transporte de productos de corrosión a zonas favorables para su precipitación.

Aplicación inapropiada de productos químicos.

La reacción que se produce es la siguiente:

Ca + 2 HCO3 CO3Ca + CO2 + H2O Ec.12.2-1

11.4 Diagrama S=(T) experimental para nitrato de potasio

30 35 40 45 50 55 60 6530

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

f(x) = 2.30144628099174 x − 44.9731955922865R² = 0.942409403527197

S=f(T) experimental

Series2Linear (Series2)

Temperatura

Solu

bilid

ad

11.5 Diagrama S=(T) teórico para nitrato de potasio

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1100

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

f(x) = 2.30054545454545 x − 12.6636363636364R² = 0.956473847946868

S=(T) teórico

Series2Linear (Series2)

Temperatura

Solu

bilid

ad