ACTIVIDAD SUPERFICIAL DE ALCOHOLES ALIFÁTICOS -Practica 2-Fisicoquimica III PDF

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BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLAFACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICASÁREA DE FISICOQUÍMICALIC. QUÍMICO FARMACOBIÓLOGOLABORATORIO DE FISICOQUÍMICA IIIEQUIPO 5PRÁCTICA 2:ACTIVIDAD SUPERFICIAL DE ALCOHOLES ALIFÁTICOSObjetivos Empleando un estalagmómetro Traube determinar la tensión superficial de sol...

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BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS ÁREA DE FISICOQUÍMICA

LIC. QUÍMICO FARMACOBIÓLOGO

LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA III

EQUIPO 5

PRÁCTICA 2: ACTIVIDAD SUPERFICIAL DE ALCOHOLES ALIFÁTICOS

Realización: 28/01/2020

Entrega: 04/02/2020

Objetivos   

Empleando un estalagmómetro Traube determinar la tensión superficial de soluciones de alcoholes alifáticos. Estudiar la influencia de la concentración [M] de los alcoholes en la actividad superficial. Demostrar que la actividad superficial aumenta con la longitud de la cadena hidrocarbonatada (Regla de Traube).

Hipótesis La tensión superficial disminuirá a medida que aumentamos la concentración del alcohol debido a que éste presenta una adsorción superficial relativa al disolvente positiva (su proporción respecto al disolvente es mayor que en el interior de la fase). La actividad superficial aumenta con respecto a la longitud de la cadena hidrocarbonada, cuando es pequeña el compuesto es parcialmente soluble en agua y se acumula lentamente en la interfase mientras que si la cadena hidrocarbonada se hace más grande estas moléculas serán muy poco solubles y se acumularán rápidamente en la superficie por lo que de acuerdo con la isoterma de Gibbs, Γ aumenta con la concentración, y la γ disminuye con la misma. Introducción

Alifaticos Los hidrocarburos alifáticos son compuestos orgánicos constituidos por carbono e hidrógeno cuyo carácter no es aromático. Los compuestos alifáticos acíclicos más sencillos son los alcanos, agrupaciones hidrocarbonadas lineales de formula CH3-(CH2)n-CH3. Si la cadena alifática se cierra formando un anillo, el compuesto se denomina hidrocarburo alicíclico o hidrocarburo alifático cíclico. De estos, los más sencillos son los cicloalcanos. Un alcohol alifático es una cadena carbonada con el grupo funcional alcohol (R-OH). Los alcoholes alifáticos tendrán propiedades diferentes dependiendo sus cadenas carbonadas.

Al disolver en agua a sustancias orgánicas, cuyas moléculas tienen una parte polar y una parte no polar (sustancias anfifílicas), la interacción entre las moléculas de agua y las moléculas de éstas sustancias en el volumen de la solución es menor que la interacción entre las moléculas

Realización: 28/01/2020

Entrega: 04/02/2020

del agua, por esta razón, estas sustancias serán expulsadas preferentemente del volumen del solución para adsorberse en la interfase líquido/gas. Como consecuencia de la acumulación de estas sustancias en la superficie, la interacción molecular en la capa superficial disminuye y la tensión superficial disminuye con el aumento de la concentración C (moles/L). Con el crecimiento de la cadena, las moléculas de estas sustancias son expulsadas con más fuerza hacia la superficie, lo que disminuye aún más la tensión superficial. El valor límite de la disminución de la tensión superficial con la concentración, es decir, la magnitud se llama actividad superficial y las sustancias que disminuyen la tensión superficial del solvente se denominan sustancias tensoactivas.

Material y reactivos « « « « «

Agua Metanol Etanol 1-propanol 1-butanol

Desarrollo experimental Datos experimentales

Gráfico de densidad de agua de datos reportados:

Densidad de agua a 20°C gráficamente = 0.9978 g/mL

Gráfico de tensión superficial del agua de datos reportados:

Tensión superficial a 20°C gráficamente = 74.97 dinas/cm

Cálculos Se calcula la constante del aparato mediante la siguiente fórmula: Donde:

𝐾=

(74.97 𝑑𝑖𝑛𝑎𝑠/𝑐𝑚)(40 𝑔𝑜𝑡𝑎𝑠) 0.9978 𝑔/𝑚𝐿 𝑐𝑚 𝐾 = 3,005.41 𝑑𝑖𝑛𝑎𝑠 𝑚𝐿

Para construir las curvas de calibración, se determina la densidad de cada alcohol a diferentes concentraciones:

Nota: 1 g = 1 ml

Realización: 28/01

Entrega: 04/02/2020

Metanol [0.1 M]

Masa de la solución: 10.6611 g

Volumen del picnómetro: 10.6623 mL

d 0.9998 g/mL [0.15 M]

Masa de la solución: 10.6707 g

Volumen del picnómetro: 10.6623 mL

d1.0007 g/mL [0.2 M]

Masa de la solución: 10.6509 g

Volumen del picnómetro: 10.6623 mL

d0.9989 g/mL [0.25 M]

Masa de la solución: 10.6667 g

Volumen del picnómetro: 10.6623 mL

d1.0004 g/mL

d 0.9998 1.0007 0.9989 1.0004

1.001 1.0005 DENSIDAD

[M] 0.1 0.15 0.2 0.25

1 0.9995 0.999 0.9985 0

0. 05

0. 1

0.15

0.2

0.25

[M]

Etanol [0.1 M]

Masa de la solución: 12.4512 g

Volumen del picnómetro: 10.3527 mL

d1.2027 g/mL [0.15 M] Masa de la solución: 12.4506 g

Volumen del picnómetro: 10.3527 mL

d1.2026 g/mL [0.2 M]

Masa de la solución: 12.4518 g

Volumen del picnómetro: 10.3527 mL

d1.2027 g/mL [0.25 M] Masa de la solución: 12.4528 g

Realización: 28/01/2020

Volumen del picnómetro: 10.3527 mL

Entrega: 04/02/2020

0.3

d1.2028 g/mL

d 1.2027 1.2026 1.2027 1.2028

1.20285 1.2028

DENSIDAD

[M] 0.1 0.15 0.2 0.25

1.20275 1.2027 1.20265 1.2026 1.20255 0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

[M]

1-propanol [0.1 M]

Masa de la solución: 10.9904 g

Volumen del picnómetro: 10.9236 mL

d1.0061 g/mL [0.15 M] Masa de la solución: 10.9339 g

Volumen del picnómetro: 10.9236 mL

d1.0009 g/mL [0.2 M]

Masa de la solución: 10.8656 g

Volumen del picnómetro: 10.9236 mL

d0.9946 g/mL [0.25 M] Masa de la solución: 8.6883 g

Volumen del picnómetro: 10.9236 mL

d0.7953 g/mL

[M]

d

0.1

1.0061

0.15

1.0009

0.2

0.9946

0.25

0.7953

Realización: 28/01/2020

Entrega: 04/02/2020

0.3

1-butanol [0.1 M]

Masa de la solución: 10.6235 g

Volumen del picnómetro: 9.9611 mL

d1.0664 g/mL [0.15 M] Masa de la solución: 10.6235 g

Volumen del picnómetro: 9.9611 mL

d1.0664 g/mL [0.2 M]

Masa de la solución: 10.6407 g

Volumen del picnómetro: 9.9611 mL

d1.0682 g/mL [0.25 M] Masa de la solución: 10.647 g

Volumen del picnómetro: 9.9611 mL

d1.0688 g/mL

d 1.0664 1.0664 1.0682 1.0688

1.069 1.0685

DENSIDAD

[M] 0.1 0.15 0.2 0.25

1.068 1.0675 1.067 1.0665 1.066 0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

[M]

Ahora se calculará la tensión superficial de cada alcohol a diferentes concentraciones empleando:

Concentración Alcohol Metanol Etanol 1-propanol 1-butanol

[0.1 M]

[0.15 M]

[0.2 M]

Tensión superficial (dinas/cm) 57.715 51.853 49.214 84.06 82.143 78.57 75.593 73.368 71.170 46.448 43.310 38.679

Realización: 28/01/2020

[0.25 M] 46.255 72.298 54.322 41.181

Entrega: 04/02/2020

Gráficas de tensión superficial de cada alcohol en función de las concentraciones:

Realización: 28/01/2020

Entrega: 04/02/2020

Discusión de resultados En las gráficas se observa cómo varí la tensión superficial de todos los alcohole utilizados en la práctica, se observa como a mayor concentración existe una menor tensión superficial. Mientras más diluido estaba el alcohol, tensión superficial se obtuvo de mayor magnitud. El 1-propanool tuvo una variación mayor en su tensión superficial al ser comparada con los otros alcoholes pues la pendiente de su gráfica resultó ser menor (m negativa). Conclusiones La concentración de una sustancia tiene un gran efecto en las propiedades físicas de estas, un ejemplo claro es la tensión superficial que cuanto mas diluida se encontraba el alcohol, la tensión superficial tendía a tener una menor tensión superficial. Caso contrario pasaba cuando más concentrada se encontraba una muestra. Este comportamiento sucedía para todos y cada uno de los alcoholes utilizados en la práctica. Bibliografía Caparelli L. Albert (2013). Fisicoquímica básica. 4ª. Edition. UnitedKingdom: Pearson. Ávila A. Pellegrini (2008). Principios de fisicoquímica Vol 1.

Realización: 28/01/2020

Entrega: 04/02/2020...