Crioscopia

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CRIOSCOPIA

0. OBJETIVOS

a) Calibrado de un termistor.
b) Determinación de la masa molecular de un soluto a partir de la medida del descenso crioscópico que se produce en una disolución acuosa de dicho soluto, de concentración conocida.

0. MATERIAL

|Termistor. |Polímetro digital. |
|Termómetro.|Vaso crioscópico. |
|Vaso dewar. |Agua destilada. |
|Hielo picado. |Sal común. |
|Disolución de sustancia problema.| |

0. INTRODUCCIÓN

Las propiedades coligativas de las disoluciones dependen del número de moles presentes de la sustancia disuelta en relación a una cantidad dada de disolvente, y son independientes de la naturaleza del soluto. El descenso del punto de congelación es una de las propiedades coligativas de las disoluciones diluidas desolutos no volátiles que pueden medirse con facilidad.

0. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

En una disolución diluida las moléculas del soluto son tan escasas que difícilmente experimentarán interacciones entre ellas. Un aspecto fenomenológico de tales disoluciones es aquel que hace referencia a la disminución de la temperatura de solidificación, o descenso crioscópico, de una disolución respecto de latemperatura de solidificación del disolvente puro.

Puede demostrarse que para disoluciones diluidas en las que el soluto no se disocia

ΔTc = kc m (1)

donde ΔTc es el descenso crioscópico, en valor absoluto, m representa la molalidad de la disolución y kc es la constante crioscópica dada por

[pic] (2)

siendo To la temperatura de congelación del disolvente puro y lf su calorlatente de fusión por unidad de masa.

La constante crioscópica es una magnitud que depende única y exclusivamente de las características del disolvente pero no de la naturaleza del soluto. kc representa, de acuerdo con la ec. (1), la disminución de la temperatura de congelación de una disolución que contiene 1 mol de soluto en 1 kg de disolvente. Obsérvese que será cierto siempre que la disolucióntenga las propiedades de una disolución ideal y que el soluto no se disocie.

Si disolvemos m2 gramos de la sustancia problema en m1 gramos de disolvente, la molalidad es
[pic] (3)

siendo M2 la masa molecular del soluto. A partir de las ecuaciones (1) y (3) se deduce que

[pic] (4)

Cuando se emplea agua destilada como disolvente, la constante kc tiene el valor 1.86 K mol-1. A partirde la ec. (4) podemos calcular la masa molecular del soluto problema; para ello mediremos el descenso crioscópico que se origina de la disolución.

0. MÉTODO EXPERIMENTAL

En esta experiencia, el punto de congelación de una solución que contiene una masa conocida de un soluto problema en una cantidad conocida de agua destilada, se determina a partir de la curva de enfriamiento cuando seproduce la solidificación del disolvente.

El dispositivo experimental se muestra en la figura 1. El depósito interior del vaso crioscópico está aislado de la mezcla frigorífica por una capa de aire que contribuye a que el enfriamiento sea lento.

[pic]

Figura 1. Dispositivo experimental

La figura 2 muestra esquemáticamente los tipos de curvas de enfriamiento que se obtienen. En ella sepone de manifiesto que las soluciones pueden sufrir subfusión antes de que ocurra la solidificación del disolvente.

Mezcla frigorífica

La obtención de una mezcla frigorífica con sal y hielo es fácilmente explicable mediante los diagramas de equilibrio. Si se agrega sal al hielo y un poco de agua a 0°C, algo de sal se disolverá en el agua, así que entonces habrá sal, hielo y disolución. Un...
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