Lab 4 PM Soluto Por Crioscopia

FISICOQUÍMICA
TRABAJO DE LABORATORIO Nº 4
TEMA: Propiedades coligativas. Determinación del peso molecular de un
soluto por crioscopía.
OBJETIVO
Determinar el peso molecular aparente y el grado de asociación de un soluto por
crioscopía.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Al enfriar una solución diluida se alcanza generalmente una temperatura a la cual
empieza a cristalizar el solvente puro. Esta temperatura Tfse conoce como punto de
congelación de la solución y es en general menor que la temperatura de congelación del
solvente puro To.
La diferencia ∆Tf = To - Tf se conoce como descenso crioscópico o descenso del
punto de congelación y se caracteriza por ser independiente de la naturaleza del soluto
y depende solo de la relación entre el número de moléculas de soluto y el número total
de moléculaspresente, es una propiedad coligativa.
Si la solución se comporta idealmente y sólo cristaliza el solvente puro, se puede
demostrar que:

(1)

∆ܶ௙ ൌ ܶ଴ െ ܶ௙ ൌ െ

ܴܶ௙ ܶ଴ ݈݊‫ݔ‬ଵ
∆‫ܪ‬௙

donde:
x1 = fracción molar del solvente
∆Hf = calor molar de fusión del solvente
Para soluciones muy diluidas la relación (1) se reduce a:
(2)

∆ܶ௙ ൌ

ܴܶ଴ଶ ‫ܯ‬ଵ
݉
1000 ∆‫ܪ‬௙ ଶ

donde:
M1 = peso molecular del solvente
m2 =molalidad de soluto
Definiendo:
(3)

‫ܭ‬௙ ൌ

ܴܶ଴ଶ ‫ܯ‬ଵ
1000 ∆‫ܪ‬௙

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FISICOQUÍMICA
resulta:
∆Tf = Kf . m2

(4)

A Kf se la llama constante crioscópica o constante de descenso molal del punto
de congelación y como muestra (3) es característica para cada solvente.
La relación (4) permite calcular pesos moleculares por crioscopía, en ella la
molalidad m2 se refiere a la molalidad total de lossolutos que existen en solución. A los
efectos de calcular un peso molecular es cómodo transformar la relación (4) a:
(5)

‫ܯ‬ଶ ൌ

donde:
M2 = peso molecular del soluto
w2 = masa de soluto disuelto
w1 = masa de solvente

‫ܭ‬௙ ‫ݓ‬ଶ 1000
∆ܶ௙ ‫ݓ‬ଵ

Si tenemos un soluto que no sufre alteraciones al disolverse en el solvente, la
ecuación (5) permite calcular su peso molecular verdadero, pero si éste sealtera, es
decir se asocia o disocia, se obtiene un peso molecular aparente, pues todas las formas
del soluto contribuyen al descenso crioscópico observado.
En este último caso es posible calcular el grado de asociación o disociación del
soluto.
Veamos el caso del ácido benzoico (HBz) que se dimeriza al disolverse en benceno:
2 HBz ↔ ( HBz)2
i

no

0

eq

no (1-α)

noα/2

Si inicialmente sedisuelven no moles de HBz y llamamos α a su grado de
dimerización, en el equilibrio quedarán no(1-α) moles de HBz y noα/2 moles de ( HBz)2
y por lo tanto el número total de moles en el equilibrio será:
nt = no (1 - α/2)
Siendo
݊௢ ൌ

‫ݓ‬ଶ
‫ݓ‬ଶ
‫݊ ݕ‬௧ ൌ
‫ܯ‬௢
‫ܯ‬௔௣

donde w2 es la masa de soluto, Mo es el peso molecular del monómero y Map el peso
molecular aparente (monómero + dímero), podemos calcular elgrado de dimerización
α por la relación:
ߙൌ2

൫‫ܯ‬௔௣ െ ‫ܯ‬଴ ൯
‫ܯ‬௔௣

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FISICOQUÍMICA
MATERIAL NECESARIO
Aparato crioscópico de Beckmann, termómetro Beckmann, termómetro 0-100 ºC,
pipeta volumétrica de 25 mL, cronómetro, ácido benzoico, benceno, hielo.
PROCEDIMIENTO
1- Calibrar el termómetro Beckmann para que la temperatura de congelación del
benceno puro caiga en el tercio superior de la escala ypoder medir adecuadamente el
punto de congelación de la solución.
2-. Preparar una cantidad de mezcla agua-hielo suficiente para llenar el baño frigorífico.
Asegúrese de colocar suficiente hielo para todo el proceso.
3-. Medir con una pipeta 25 mL de benceno puro, vaciar en el tubo crioscópico. Tomar
la temperatura del benceno dentro del tubo crioscópico con un termómetro común.
Corregir ladensidad del benceno así:
݃
݀௕௘௡௖௘௡௢ ൌ 0,879 െ 0,001 ሺ‫ ݐ‬െ 20ሻ ቀ ቁ ‫ ݊݁ ݐ‬º‫ܥ‬
݉‫ܮ‬
RECUERDE QUE LOS VAPORES DE BENCENO SON TÓXICOS, POR LO
TANTO DEBE USARSE UNA PROPIPETA Y TRABAJAR BAJO CAMPANA.
4- Colocar el tubo crioscópico dentro de la mezcla frigorífica y enfriarlo, con agitación
hasta lograr que el benceno se congele.
5- Retirar el tubo crioscópico de la mezcla frigorífica y calentarlo con la...