Informe #5 aumento en el punto de Ebullición universidad de córdoba PDF

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este informe es sobre el aumento del punto de ebullicion y espero les pueda servir de algo, y sobre todo para el buen entendimiento de la asignatura...

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INFORME N° 5

AUMENTO EN EL PUNTO DE EBULLICIÓN

ESTUDIANTES KEVIN DAVID NARVAEZ BLANCO YARLIS ESTHER PATERNINA CARVAJAL JESUS DANIEL PEÑA DORADO ANTONIO JOSE SANCHEZ LLORENTE BENILDA MARIA SILGADO BALLESTA PAULA ANDREA VIAÑA MACEA

PROFESOR MANUEL SILVESTRE PÁEZ MEZA

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA MONTERÍA- 2021

OBJETIVOS GENERAL  Determinar los factores que originan el aumento en el punto de ebullición

ESPECÍFICOS  Aplicar el experimento para la determinación de pesos moleculares de solutos  Asociación o disociación y en el establecimiento de grado de pureza de solventes  Estudiar el comportamiento en solución de substancias que presentan

RESUMEN INTRODUCCIÓN La presente investigación se refiere al tema de propiedades coligativas las cuales dependen de la concentración del soluto disueltas y no del tipo de soluto disuelto en la solución. Las propiedades coligativas son: aumento ebulloscópico (aumento del punto de ebullición), descenso crioscópico (disminución o depresión del punto de solidificación o congelación), presión osmótica y descenso de la presión de vapor. En este caso nos centraremos en una sola propiedad, que es el aumento en el punto de ebullición. Partimos de que el punto de ebullición de una disolución es el punto donde las moléculas pasan al estado gaseoso, debido a que la presión del líquido se iguala a la presión del medio. El aumento del punto de ebullición describe el fenómeno en el cual el punto de ebullición de un líquido, considerado como el solvente de la solución, es más alto cuando otro compuesto es agregado, lo que significa que la solución tiene un mayor punto de ebullición que el solvente puro. El ascenso del punto de ebullición depende de la concentración del soluto, siendo la relación directamente proporcional. Al aumentar la cantidad de moléculas de soluto presentes en la solución, ésta aumenta su concentración, y para romper las interacciones entre el soluto y el solvente, por lo tanto, mayores son los puntos de ebullición de estas. Finalmente, en el proceso de la práctica se espera desarrollar las habilidades y competencias para el análisis, registro y procesos experimentales a partir de los datos obtenidos durante el experimento.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS Una de las propiedades coligativas de las soluciones es el ascenso en el punto de ebullición. Estas propiedades dependen del número de partículas de soluto presentes en una solución y no de la clase o naturaleza de las mismas. Una serie de suposiciones simplifican las relaciones termodinámicas aplicables al caso del ascenso ebulloscópico. Por medio de métodos relativamente sencillos se llega a la ecuación. Tb K b m En ella Tb es el aumento en el punto de ebullición, Kb la constante ebulloscópica, que depende únicamente del solvente y se considera una de sus propiedades y m es la molalidad del soluto disuelto. Las condiciones para que la ecuación se cumpla son entre otras: una muy baja concentración del soluto, esto es soluciones diluidas y ausencia de fenómenos que alteren el número de partículas de soluto tales como asociación o disociación en solución. Esta propiedad coligativa tiene gran aplicación en la determinación de pesos moleculares de solutos, en el estudio del comportamiento en solución de sustancias que presentan asociación o disociación y en el establecimiento de grado de pureza de solventes.

MATERIALES Y REACTIVOS Termómetro

Tubo de ensayo grande

capilares

Beacker de 500 mL

1- Espátula metálica

1 tubo de vidrio

Balanza

Un agitador de vidrio

2 vidrio de reloj

Erlenmeyer 100 mL

Urea

Etanol

PROCEDIMIENTO El sistema estudiado es urea (soluto) en alcohol etílico (solvente). Las mezclas usadas son las siguientes:

A. Tubo de ensayo B. Termómetro graduado C. Tubo de reflujo D. Tubo capilar con el extreme superior cerrado E. Baño de agua caliente F. Perlas de ebullición

Figura 1. Aparato para la determinación del punto de ebullición

CALCULOS RESULTADOS Y ANALISIS Urea (g)

Etanol (g)

Tb (K)

0

10 ml

351.65

0.5

10 ml

352.15

10 ml

353.15

0.75 1.0

10 ml

353.65

1.25

10 ml

354.15

1.5

10ml

355.15

Tabla 1. Mezclas de urea/alcohol etílico/ Tb (K)

Determinamos ∆Tb para cada mezcla. SOLVENTE PURO. T0 = 351,65 K 

MEZCLA 1. T0 = 351,65 K T = 352,15 K ∆Tb = T-T0 ∆Tb = 352,15 K – 351,65 K ∆Tb = 0,5 K wsto = 0,5g Vste = 10ml ρ = 0,789g/ml w =ρ*V w = 0,789g/ml*10ml w = 7,89g de etanol Kgste = 0,00789Kg n=

0.5 g w =0.00832 mol →n= 60 g /mol Pm

m=



0.00832mol nsto = =1.05 Kg /mol Kg ste 0.00789 Kg

MEZCLA 2.

T0 = 351,65 K T = 353,15 K ∆Tb = T-T0 ∆Tb = 353,15 K – 351,65 K ∆Tb = 1,5 K wsto/ Kgste wsto = 0,75g Vste = 10ml ρ = 0,789g/ml w =ρ*V w = 0,789g/ml*10ml w = 7,89g de etanol Kgste = 0,00789Kg n=

w 0.75 g =0.0125 mol →n= 60 g /mol Pm

m= 

0.0125 mol nsto =1.584 Kg /mol = Kg ste 0.00789 Kg

MEZCLA 3. T0 = 351,65 K T = 353,65 K ∆Tb = T-T0 ∆Tb = 353,65 K – 351,65 K ∆Tb = 2,0 K wsto/ Kgste wsto = 1,0g Vste = 10ml ρ = 0,789g/ml w =ρ*V w = 0,789g/ml*10ml w = 7,89g de etanol Kgste = 0,00789Kg n=

w 1.0 g =0.0166 mol →n= 60 g /mol Pm

m=



0.0166 mol nsto = =2.112 Kg / mol Kg ste 0.00789 Kg

MEZCLA 4. T0 = 351,65 K T = 354,15 K ∆Tb = T-T0 ∆Tb = 354,15 K – 351,65 K ∆Tb = 2,5 K wsto/ Kgste wsto = 1,25g Vste = 10ml ρ = 0,789g/ml w =ρ*V w = 0,789g/ml*10ml w = 7,89g de etanol Kgste = 0,00789Kg n=

w 1.25 g =0.0208 mol →n= 60 g /mol Pm

m= 

nsto 0.0208 mol =2.640 Kg / mol = Kg ste 0.00789 Kg

MEZCLA 5. T0 = 351,65 K T = 355,15 K ∆Tb = T-T0 ∆Tb = 355,15 K – 351,65 K ∆Tb = 3,5 K wsto/ Kgste wsto = 1,5g Vste = 10ml ρ = 0,789g/ml w =ρ*V w = 0,789g/ml*10ml

w = 7,89g de etanol Kgste = 0,00789Kg n=

w 1.5 g =0.025 mol →n= 60 g /mol Pm

m=

nsto 0.025 mol =3.168 Kg / mol = Kg ste 0.00789 Kg

los resultados obtenidos los agregamos en la siguiente tabla y luego hacemos la grafica Tb (K) Vs. (nsto/Kgste)

0,5

(nsto/Kgste ) 1.05

1,5

1.584

2,0

2.112

2,5

2.640

3,5

3.168

Tb (K)

ΔTb(K) vs (nsto/kgste) 3.5 3

f(x) = 0.74 x + 0.63 R² = 0.98

ΔTb(K)

2.5 2 1.5 1 0.5 0

0

0.5

1

1.5

2

nsto/kgste

a. Calcular el peso molecular del soluto

2.5

3

3.5

4

Para calcular el peso molecular M de la urea debe determinarse el ∆Tb = (T – T0) para cada una de las mezclas estudiadas. Hacer una gráfica de ∆Tb en función de los gramos de soluto por Kg de solvente y hallar la pendiente que en este caso sería igual a Kb/M. Usando el valor de Kb= 1,169 K.kg/mol para etanol (valor corregido a 560 mmHg) determinar el peso molecular de la urea. 

Teniendo en cuenta la gráfica podemos determinar el peso molecular de la siguiente manera:

y = 0,0185x - 0,2857 Donde la pendiente es igual a P =

Kb M

Despejamos M de la formula anterior y nos queda de la siguiente manera: M=

Kb P

M=

1,169 K . Kg/mol 0,0185 K . Kg / g

M = 63,2g/ml

%E=

¿ Dt − De ∨ ¿ ¿ 60,06− 63,2∨ ¿ 60.06 *100%=5,3% Dt *100%= ¿ ¿

ANALISIS DE RESULTADOS

Grafica 1. ΔTb(K) vs (nsto/kgste) Luego de haber terminado la práctica del aumento del punto de ebullición y de tomar las lecturas correspondientes a las temperaturas de ebullición del solvente puro y de las mezclas, se pudo obtener una gráfica, la cual hace referencia a ∆Tb en función de los gramos de soluto por Kg de solvente. Para esta grafica observamos que existe una relación la cual directamente proporcional entre la cantidad de urea agregada y el aumento en el punto de ebullición, esto se debe porque a medida que adicionamos urea aumenta la temperatura de forma lineal. Basados en esta gráfica podemos calcular el peso molecular del soluto, obteniendo un resultado de 63,2g/mol el cual, comparándolo con el valor teórico obtenido en la literatura se puede calcular un porcentaje de error de 5,3%. Este porcentaje de error se puede atribuir a errores sistemáticos, ya que, básicamente es el analista quien al observar las mediciones puede variar las lecturas en el momento justo cuando empiezan a salir las burbujas consecutivas, además, los instrumentos usados manejan una baja precisión, ya que, los termómetros son de escalas más grandes y los grados que se pierden son mayores. Otro factor muy importante es la pérdida de vapor, ya que los orificios realizados para la introducción del termómetro, abarcan un área más grande que la del termómetro, arrojando valores imprecisos notables. CONCLUSION Luego de haber finalizado la practica podemos concluir que es posible determinar el peso molecular del soluto en una solución a partir del aumento del punto de ebullición de la solución y la cantidad de soluto que agregamos, usando para ello una gráfica que relaciones estas variables y así poder utilizar la pendiente de la gráfica para obtener el resultado deseado.

BIBLIOGRAFIA WILBERT W., CASTELLAN. Fisicoquímica. 2a Ed. Editorial ADDISON WESLEY IBEROAMERICANA S.A. México- 1987. Pág.(307, 309)....