informe de viscosidad y densidad
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8/18/2019 informe de viscosidad y densidad
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Laboratorio de Fisicoquimica I Código: MA-08hrs F.Q. I-(A)
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN
MARCOSFACULTAD DE QUIMICA E INGENIERIA QUIMICAE.A.P. INGENIERIA QUIMICA
Laboratorio de Fisicoquímica I
Práctica de Laboratorio N!
VISCOSIDAD Y DENSIDAD
INTEGRANTES
Dagnino Reyes Eric Bryan 1!"!!#!
$R%FES%R&
Francisco Torres Dia'
Fec"a de rea#i$aci%&& (" de %ctubre
Fec"a de e&tre'a& # de No)iembre
(!1* + II
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Laboratorio de Fisicoquimica I Código: MA-08hrs F.Q. I-(A)
(NDICE
Introducción…………………………………………………………….3
Resumen………………………………………………………………..4
Marco Teórico…………………………………………………………..5
Detalles experimentales……………………………………………….10
Tabla de datos y resultados………………….………………………1
!"lculos…………………………………………………………………14
#n"lisis de resultados…………………………………………………1$
!onclusiones y recomendaciones.…………………………………..1%
!uestionario……….……………………………………………………1&
'iblio(ra)*a………………………………………………………………0
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Laboratorio de Fisicoquimica I Código: MA-08hrs F.Q. I-(A)
INTRODUCCI)N
+a crioscopia se de)ine como el descenso de la temperatura de con(elación cada
,e- ue se disuel,e m"s soluto en un disol,ente. Debido a ue este descenso
est" directamente relacionado con la concentración y naturale-a del sol,ente/ a
esta propiedad se le llama coli(ati,a.
l mtodo crioscopico para la determinación del peso molecular es muy usado en
el campo de la u*mica or("nica/ para estandari-ar los pesos moleculares de
al(unas especies recientemente sinteti-adas.
ste mtodo tambin es usado por las industrias alimentarias/ como en la lec2e/ y
en la producción de 2elados.
tra aplicación de la crioscopia se encuentra en la )usión de las capas de 2ielo por
medio de sal. sto 2ace ue a temperaturas bao cero/ el 2ielo se )unda por la
prdida de molculas de su parte sólida/ (racias a la adición de sal. sto
2abitualmente se lle,a a cabo en las carreteras/ con la )inalidad de preca,er
c2oues entre los autos o camiones ue 2acen recorridos por este tipo de
super)icie.
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Laboratorio de Fisicoquimica I Código: MA-08hrs F.Q. I-(A)
RESUMEN
l contexto del presente in)orme abarca un amplio tema cuyo obeti,o primordiales la de determinar el peso molecular de un soluto por el Mtodo !rioscópico.
#l a(re(ar un soluto a un sol,ente puro/ este produce un descenso en el punto de
con(elación.
+a depresión del punto de con(elación de las soluciones proporciona un mtodo
excelente para determinar los pesos moleculares de los solutos/ debido a ue no
es necesario ue el soluto sea no ,ol"til.
i conocemos la densidad del sol,ente a una temperatura dada y se tiene el
,olumen podemos 2allar el peso6 la constante crioscópica se puede obtener de
datos tabulados en los libros. Trabaamos con un peso determinado de soluto yconociendo el descenso de la temperatura/ se lo(rar" conocer aproximadamente
el peso molecular del soluto.
n el laboratorio se trabaó a las condiciones7
89mm:
(;
%5$
T9
:R =$>
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MARCO TE)RICOCRIOSCOPÍA.-
+a masa molecular de una sustancia desconocida o no identi)icada puede
determinarse midiendo la cantidad ue desciende el punto de solidi)icación de un
disol,ente/ cuando se disuel,e en l una cantidad conocida de la sustancia no
identi)icada. ste proceso ue determina las masas moleculares se denomina
crioscop*a.
PUNTO DE SOLIDIFICACIÓN O PUNTO DE CONGELACIÓN.-
Temperatura a la ue un l*uido sometido a una presión determinada se
trans)orma en sólido.
l punto de solidi)icación de un l*uido puro 9no me-clado; es en esencia el mismo
ue el punto de )usión de la misma sustancia en su estado sólido/ y se puede
de)inir como la temperatura a la ue el estado sólido y el estado l*uido de una
sustancia se encuentran en euilibrio. l punto de solidi)icación de la mayor*a de
las sustancias puede ele,arse aumentando la presión. ?o obstante/ en sustancias
ue se expanden al solidi)icarse 9como el a(ua;/ la presión rebaa el punto de
solidi)icación.
PUNTO DE EBULLICIÓN Y PUNTO DE CONGELACIÓN:
Tanto la ele,ación del punto de ebullición como el descenso del punto de
con(elación son proporcionales al descenso de la presión de ,apor/ siempre ue
sólo se consideren disoluciones diluidas de solutos no ,ol"tiles. 8ara una masa )ia
de 1 @( de disol,ente/ el cambio de temperatura ,iene dado por 7
AT B CmM
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Donde m es la masa de soluto/ M la masa molecular relati,a del soluto y C la
constante ebulloscópica o crioscópica/ caracter*stica de cada disol,ente.
Descenso del pn!o de con"el#c$%n de l#s solc$ones:
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#l en)riar una solución diluida/ se alcan-a e,entualmente una temperatura en la
cual un sol,ente sólido comien-a a separarse. +a temperatura en ue comien-a
tal separación se conoce como punto de con(elación de la solución/ ue de una
manera m"s (eneral se de)ine como auella temperatura en la cual una solución
particular se 2alla en euilibrio con el sol,ente sólido. +as soluciones se con(elan
a temperaturas menores ue el sol,ente puro. l descenso del punto de
con(elación de una solución es/ otra ,e-/ una consecuencia directa de la
disminución de la presión de ,apor del sol,ente por el soluto disuelto. 8ara darnos
cuenta de este 2ec2o/ consideremos el dia(rama de presión de ,aporEtemperatura
en el cual #' es la cur,a de sublimación del sol,ente sólido/ mientras ue !D es
de presión de ,apor del l*uido sol,ente puro. n el punto de con(elación de este
Fltimo/ se 2allan en euilibrio la )ase sólida y la liuida y en consecuencias ambas
deben poseer idntica presión de ,apor. l Fnico punto de la (r")ica en la cual
ambas )ormas del sol,ente puro tienen i(ual presión de ,apor es en '/
intersección de #' y !D/ y/ por tanto/ To/ ue corresponde a '/ debe ser el punto
de con(elación del sol,ente puro. !uando en este se disuel,e un soluto/ 2ay un
descenso de la presión de ,apor de este ultimo/ y ya no 2ay euilibrio a To/ sino
ue se alcan-a de nue,o cuando la cur,a de presión de ,apor de la solución/
corta la de sublimación/ y entonces
tendremos el punto de con(elación de la solución. !omo la cur,a de presión de
,apor de la solución/ G/ ueda debao de la del sol,ente puro/ la intersección de
G y #' tiene lu(ar solamente en un punto tal como para el cual la temperatura
es menor ue To. De au* ue cualuier solución deba tener un punto de
con(elación T/ menor ue la del sol,ente To.
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DETALLES E*PERIMENTALES
A) Normas de calibración del termómetro Beckmann
a; umera un termómetro de (rados en un ,aso con 2ielo 2asta obtener una
temperatura cercana a la de con(elación del sol,ente a usar 90H!; .
b; !alibrar el termómetro 2asta una medida en la ue se pueda obser,ar el
ascenso y descenso de la temperatura del sol,ente 93.= H!;.
c; i 2ay poco Mercurio en el bulbo in,ierta el termómetro 2asta ue la columna de
Mercurio entre en contacto con el extremo superior/ lue(o ,oltee termómetrosua,emente 2asta ue el Mercurio bae.
d; i la columna de Mercurio esta alta/ caliente el bulbo en un ,aso de a(ua tibia y
2a(a pasar el Mercurio (ota a (ota 2asta el reser,orio.
e; Repita c; y d; 2asta lle(ar una cantidad de Mercurio adecuada. !alibre el
termómetro a una temperatura adecuada 9punto de con(elación del sol,ente;.
#punte dic2a temperatura re(istrada.
B) Determinación del Peso molecular de un soluto en solución.
a; !alibre el termómetro 'ec@mann a una escala de temperatura adecuada/ de
acuerdo al punto de con(elación del sol,ente/ utili-ando para ello un bao de
temperatura adecuada.
b; #rme el euipo de la )i(ura 1 con los tubos # y ! limpios y secos.
c; Jierta 5 m+ del sol,ente 9#(ua desioni-ada ; en el tubo # y coloue el
termómetro 'ec@mann calibrado y un a(itador. l sol,ente sebe cubrir totalmente
el bulbo del termómetro.
d; !oloue el tubo # dentro del tubo ! 9c2aueta de aire;
e; umera todo este conunto en el bao de en)riamiento ue debe encontrarse a
una temperatura &H menor ue temperatura de cristali-ación del sol,ente. bser,eel descenso del :( en el termómetro.
); !uando la temperatura este próxima a la con(elación/ lea la temperatura cada 5
se(undos/ 2asta obtener ,arios ,alores constantes/ ue corresponden al punto de
con(elación del sol,ente puro.
(; +lene el tubo # otra ,e- con el mismo sol,ente.
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2; 8ese 0.4 a 0.& ( de soluto 9Krea; .
(; Retira la c2aueta de aire y )unda el sol,ente/ mediante el calentamiento con
las manos.2; 8ese de 0.4 a 0.& ( de soluto y a(re(ue al tubo #/ utili-ando el lado '.
i; #(ite el sol,ente 2asta disol,er completamente el soluto y lue(o coloue el tubo
# en la c2aueta de aire.
; Determine el punto de con(elación de la solución/ repitiendo e; y );. Ten(a
presente ue la solución no con(ela a temperatura constante.
@; #l terminar el experimento retire cuidadosamente el termómetro 'ec@mann de la
solución/ y dee el euipo completamente limpio.
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TA+LA DE DATOS Y RESULTADOSTA+LA N,.- ,%NDI,I%NES DE LAB%RAT%RI%
8resion atmos)rica 9mm:(; %5$
Temperatura 9H!; 1
>:umedad Relati,a =$
TA+LA N,/ DAT%S E-$ERI.ENTALES $ARA LA DETER.INA,I%N DE LA TE.$ERAT/RA DE ,%NGELA,I%N EN GRAD%S EN INTE0AL% DE (! SEG/ND%S
Tiempo 9s; T9(rados;
0 4.=30 4.&3
40 4.%0
$0 4.5%
&0 4.3
100 4.1&
10 4.0=
140 3.=5
1$0 3.%
1&0 3.5$
00 3.
0 3.0%
40 .&
$0 .%4
&0 .$5
300 .&
30 .%4
340 .$5
3$0 .&
3&0 4.&
400 4.31
40 4.31440 4.31
4$0 4.31
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TA+LA N,.0 DAT%S E-$ERI.ENTALES ,%RREGID%S $ARA LA DETER.INA,I%NDE LA TE.$ERAT/RA DE ,%NGELA,I%N DE LA S%L/,I%N 123.
t9s; T9(rados;
0 4.&5
0 4.%1
40 4.5$
$0 4.4
&0 4.%
100 4.15
10 4.11
140 4.03
1$0 3.=%
1&0 3.&=
00 3.%&
0 3.$%
40 3.54
$0 3.4
&0 3.
300 3.05
30 .=5
340 .&5
3$0 .$%
3&0 .$0
400 .53
40 .4
440 .1%
4$0 .0=
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4&0 .00
500 1.=$
50 1.&=
540 1.&0
5$0 1.$&
5&0 1.5$
$00 1.4$
$0 3.1&
$40 3.%=
$$0 3.&3
$&0 3.&4
&$0 3.&
&&0 3.%=
=00 3.%=
=0 3.%=
!./. DATOS TE)RICOS
TA+LA N,!: Constante crioscópica del agua
AGUA 14/O35 6 15.'78o#3
1/&$
TA+LA N,9 Peso molecular de la úrea
:REA 14/N;CON;4/3 M 1'78o#3
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$0/0$
TA+LA N,
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CALCULOS
a; Mediante las cur,as de en)riamiento del sol,ente puro y la solución ue se
mostraran en el apndice ue est"n en xcel 9#pndice 1; y papel
milimetrado 9#pndice ;/ se podr" concluir ue las temperaturas T 1 y T 2
son7
T 1=4.18 grados
T 2=3.67grados
b; ntonces7
∆ T =0.51 grados
c; Ksando la ecuación para el peso molecular del soluto7
M =1000 K f W 2
W 1∆T
Donde7 M = pesomolecular del soluto K f =Cte.crioscopica
W 1= pesoen gramosdel solventeW 2= Peso en g del soluto
∆ T =descenso del puntode congelacion
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M =
1000∗(1.86 K .gmol )∗(0.4156g )(25.2430g )∗(0.51 )
M =60.04 g
mol
d; l porcentae de error del experimento/ tomando como dato teórico7
M urea=60.06 g
mol
E=|60.06 g
mol−60.04 g
mol
60.06 g
mol |∗100=0.033
ANALISIS DE RESULTADOS
+a determinación de la masa molecular )ue de $0.04 (mol lo cual nos dice ue elmtodo crioscopico nos sir,e de (ran ayuda para la aproximación de pesos
)ormulas de sustancias o compuestos no ,ol"tiles mediante el descenso de su
punto de con(elación.
n esta experiencia el error )ue aproximadamente 0.033>./ es decir ue es muy
e)ecti,o esta determinación/ por lo ue en el )uturo se podr" manipular para
di)erentes compuestos ue se puedan crear y se uiera saber su peso molecular.
e pudo notar en las cur,as de en)riamiento la disminución del punto de
con(elación del sol,ente puro mientras se disol,*a mayor cantidad de urea en el
a(ua con)orme transcurr*a el tiempo.
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Co&c#>?io&e? Y
RECOMENDACIONES,%N,L/SI%NES&
• #l concluir pr"ctica de laboratorio sobre la determinación del peso
molecular del soluto usando el mtodo crioscópico/ se puede lle(ar a las
si(uientes conclusiones7
• s posible determinar experimentalmente el peso molecular de un soluto
disuelto en un determinado sol,ente utili-ando el mtodo crioscópico ue se
basa en la disminución del punto de con(elación/ una propiedad coli(ati,a
de la solución.
• ?o solamente se puede usar la disminución del punto de con(elación sino
tambin cualuiera de las otras propiedades coli(ati,as de la solución.
• #l a(re(ar un soluto a un sol,ente puro/ se disminuye la temperatura de
con(elación de dic2o sol,ente y adem"s es proporcional a la concentración
del soluto.
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• #l obser,ar las cur,as de en)riamiento del sol,ente puro y la solución se
puede in)erir ue el sol,ente puro tiene un punto de con(elación constante
en el tiempo mientras ue la solución no tiene esa caracter*stica.
• l mtodo crioscópico para determinar experimentalmente el peso
molecular de un soluto da buenos resultados en cuanto a la exactitud se
re)iere/ pues se obtu,o un error peueo de 0.033>.
RE,%.ENDA,I%NES&
• e debe mantener la a(itación constante para ue la temperatura sea
constante en todo el sistema.
• 8ara obtener resultado di(no de con)ian-a con el mtodo del punto de
con(elación es necesario ue solo se separe el sol,ente puro cuando la
solución se con(ela y ue el en)riamiento excesi,o sea e,itado.
• # ,eces es necesario introducir un peue*simo cristalito del sol,ente sólido
con el obeti,o de pre,enir el sobreEen)riamiento.
• in embar(o con todo lo expuesto en los puntos anteriores los meores
resultados se tienen no pesando el soluto para dar una concentración
de)inida/ sino anali-ando la solución ue se 2alla en euilibrio con el soluto
sólido6 bao esas condiciones/ el sobreEen)riamiento de la solución no
introduce di)icultades.
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CUESTIONARIO #. De)ina el concepto (eneral de propiedad coli(ati,a.'. xpliue la di)erencia de las propiedades coli(ati,as entre soluciones de
electrolitos y no electrolitos.
!. Mencione al(unas limitaciones del mtodo crioscopico en la determinaciónde pesos moleculares.D#RR++7
a; 8ropiedades coli(ati,as/ propiedades de las disoluciones ue
dependen del nFmero de part*culas en un ,olumen de disol,ente
determinado/ y no de la masa de dic2as part*culas ni de su
naturale-a. ntre las propiedades coli(ati,as )i(uran el descenso de
la presión de ,apor/ la ele,ación del punto de ebullición/ el descenso
del punto de con(elación y la presión osmótica. +as medidas de
estas propiedades en una disolución acuosa diluida de un soluto noioni-ado/ como la urea o la (lucosa/ pueden permitir determinar con
precisión las masas moleculares relati,as. n el caso de solutos
ioni-ados/ las medidas pueden lle,ar a una estimación del porcentae
de ioni-ación ue tiene lu(ar. +as modi)icaciones debidas a solutos
(aseosos son despreciables.
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b; n las soluciones electrol*ticas el nFmero de part*culas son m"s
ele,adas ue las disoluciones moleculares/ as* por eemplo en la
disolución de cloruro de sodio todas las propiedades coli(ati,as son
el doble ue las propiedades de las disoluciones no electrol*ticas.8ara esto es ue se/ debe conocer el coe)iciente de JanLt :o)) 9i;
c; +as limitaciones son7
♦ ste mtodo se usa para la determinación de los pesos
moleculares de compuestos no ,ol"tiles 9KR#;.
♦ +a escala del termómetro de 'ec@mann se usa 2asta ,ariaciones
de 5 (rados. l sobre en)riamiento ue se presenta en este
mtodo perturba los resultados.
+I+LIOGRAFIA
1.E 8 . #t@ins/ Gisicouimica / ditorial #disson esley Iberoamericana/ 8"(.
00E03.
.E8ons Mu--o/ Gisicou*mica/ ditorial K?IJR/ 8"(. =4E=&
3.EGarrin(ton Daniells/ Tratado moderno de )isicou*mica/ ditorial :##/ 8"(s.
0&E13
4.E :. !. !rocC)ord/ Gundamentos de Gisicouimica/ !ompa*a ditorial
!ontinental /da edición/ 8a( 13&E141.
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APENDICE
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A2endice 1
TH! ,s t9se(undos; E,CEL7
• 8ara el sol,ente7
! *! 1!! 1*! (!! (*! #!! #*! !! *! *!!!
1
(
#
*
3
y
• 8ara el soluto7
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! 1!! (!! #!! !! *!! 3!! "!! 4!! 5!! 1!!!!
1
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3
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