Determinación Crioscópica De La Masa Molecular.

Tema III. Propiedades coligativas

Práctica 4. Determinación crioscópica de la masa molecular.

Soporte de la práctica:

La adición de un soluto a un disolvente hace descender, en general, el punto de congelación de este. Para un disolvente, el descenso del punto de congelación (descenso crioscopico) es directamente proporcional a la concentración de las partículas en él.

Representación del experimento:

En el caso del naftaleno, disolvente que va a utilizarse en el presente experimento, el descenso crioscopica es de 6.9ºC por cada mol de partículas disueltas en 1000gr. De naftaleno.

En la experiencia se pedirá al alumno que determine la masa molecular del azufre observando el descenso crioscopica de una dilución en la que se conocen las masas de azufre y naftaleno. Como conoce también la masa del azufre que ese número de moles representa, podrá obtener la masa de 1 mol de azufre.

Material:

1.- Dos cuadros de papel para pesar, 5cm de lado

2.- 3gr de naftaleno

3.- 0.5gr de azufre en polvo

4.- Agitador de vidrio

5.- Vaso de precipitado 250ml

6.- Termómetro de mercurio

7.- tubo de ensaye de 250ml con tapón para termómetro

8.- Soporte universal, anillo y pinzas para tubo de ensaye

9.- tela de asbesto

10.- Mechero bunsen

PROCEDIMIENTO:

Monte el aparato de la figura 5, teniendo mucho cuidado al introducir el termómetro en el tapón de dos orificios (lubrique bien, utilice un lienzo para proteger las manos y manténgalas juntas). Asegúrese de que la escala termométrica se ve claramente desde los 70ºC para arriba.

Ponga sobre el platillo de la balanza de sustentación un papel para pesar, doblado en forma de recipiente (cuya masa habrá determinado ya), y pese en el 3gr de naftaleno, con el error menor de 0.1gr. Hecha la pesada, vierta cuidadosamente el naftaleno en el tubo de ensayo ya montado(tubo tamaño grande) y caliente el agua hasta que el naftaleno se funda.

Separe luego el mechero y deje que el naftaleno se enfrié. Deberá agitarlo continuamente y registrar cada minuto la temperatura que marque el termómetro, empezando en 85ºC y terminado en 75ºC.

Vuelva a poner el mechero bajo el vaso y deje la llama muy reducida (de modo que el agua se conserve caliente) en tanto procede a hallar la masa del azufre.

Para ello, tome un trozo limpio de papel de pesar, de unos 5 cm de lado, y dóblelo según las diagonales, con el fin de que forme una cavidad no muy profunda. Utilizando la balanza de sustitución, pese el papel así preparado unos 0.5gr de azufre.

Tome luego otro trozo análogo de papel de pesar, limpio, y doblado como el anterior, y llévelo a la balanza analítica, donde hallara su masa con un error menor de 0.01gr. Eche después en el papel, con mucho cuidado, el azufre contenido en el otro papel, y vuelva a pesar, prestando atención a que no caiga nada de azufre en la caja de la balanza.

A continuación y si es necesario, vuelva a calentar el agua del vaso hasta que el naftaleno se funda de nuevo; destape con delicadeza el tubo de ensayo y vierta cuidadosamente todo el azufre, antes pesado, en el naftaleno fundido. Coloque otra vez el tapón (con los utensilios unidos a él) y agite vigorosamente hasta que se disuelva todo el azufre (si no sucediere esto, separe el conjunto agitador-termómetro y caliente con cuidado la mezcla naftaleno-azufre en la llama del mechero hasta el preciso momento en que la nubosidad desaparezca. Ponga atención a no sobrecalentar, pues existe el peligro de que arda el vapor de naftaleno, vuelva a montar el tubo de ensayo que la contiene espere uno o dos minutos y coloque de nuevo el conjunto termómetro- agitador.

Precaución: Vigile la escala del termómetro y saque inmediatamente si hay peligro de que la columna de mercurio suba demasiado.

Quite luego el mechero y deje que se enfríe la disolución azufre. Naftaleno, agitando continuamente y registrando cada minuto la temperatura (desde los 85ºC hasta los 75ºC) Al limpiar el tubo de ensayo, terminada la experiencia, el alumno deberá calentar el naftaleno hasta lograr justamente en su fusión, lo que podrá hacer en la llama amarilla de un mechero, siempre que se cuide no calentar el termómetro más de lo que permita su gama térmica. Quite luego el tapón y vierta el naftaleno fundido en un papel arrugado.

Cuando se haya solidificado el naftaleno, se tira, junto con el papel en cubo. ¡No debe verterse jamás el naftaleno liquido por el resumidero!

DATOS:

Masa del papel: 0 gr

Masa del papel con naftaleno: 20 gr.

Temperaturas del naftaleno durante su enfriamiento tomadas de minuto en minuto

Temperatura Tiempo en minutos

Inicial

84ºC 0

80ºC 1

79ºC 2

79ºC 3

79ºC 4

79ºC 5

Masa del papel: 0 gr

Masa del papel con azufre: 2 gr

Temperaturas de la disolución durante su enfriamiento tomadas de minuto en minuto

Temperatura Tiempo en minutos

Incial 85ºC 0

81ºC 1

78ºC 2

78ºC 3

78ºC 4

78ºC 5

Grafica 1

Grafica de enfriamiento del naftaleno: Punto de congelación del naftaleno puro es de 79ºC

Grafica 2

Punto de congelación de la disolución: 78ºC

Descenso Crioscópico: 1°C

Moles de azufre por cada 1000 gr de naftaleno = descenso crioscopico/6.9 =0.1449moles/Kg

Masa del naftaleno que hay en la solución = 20gr

Masa de 1 mol de azufre = 21gr

Masa del azufre por cada 1000gr de naftaleno:

3gr C10H8 = 0.5gS = 166.66gr. S

100gr C10H8 ?

Cuestionario:

a) Explíquense las características que presenta la curva de enfriamiento de la disolución azufre-naftaleno R= el enfriamiento del naftaleno cambia al agregar el azufre; el descenso se debe a la disminución de presión de naftaleno al agregarle el azufre.

b) ¿Qué porción de la curva debe utilizarse para hallar el punto de congelación de la disolución? R= se debe tomar desde el punto donde se encuentre la temperatura constante

Indíquese como deben influir en la determinación de la masa molecular los hechos siguientes:

- La pérdida de una parte del azufre entre la determinación de su masa y el momento de disolverlo en el naftaleno.

R= si se pierde azufre , la cantidad de soluto va a disminuir y como consecuencia su punto de congelación también va a variar debido que el punto de congelación depende de la cantidad de soluto azufre y si al colocarlo un poco menos el punto de congelación va a bajar. Además los cálculos realizados con los datos obtenidos no coincidirían con el peso bibliográfico

- La pérdida de parte del naftaleno entre la determinación de su masa y el momento de añadirle el azufre R= Cuando aumenta la concentración del solvente dentro del soluto, el tiempo transcurrido para que alcance la temperatura de congelación tendrá que ser mayor.

- La caída y la disolución subsiguiente de un trozo de la goma del tapón en la disolución azufre- naftaleno R= Va a disminuir el grado de pureza de la disolución alterando sus propiedades ya que influye gentes externos como es el aire

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