7 Laboratorio de Quimica

8/10/2019 7 Laboratorio de Quimica

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICAMINERA Y METALURGICA

INFORMESptimo Laboratorio de Qumica I

QU113-RIng. SESPEDES VALKARSEL SVITLANA

LQUIDOS Y SOLUCIONES

Integrantes:

Bustinza Agramonte Alex Valentn 20112620E

Cardenas Melo Leslie Helen 20111 331J Melgarejo Magario Gian Carlo 20112 649C

LIMA PER2011 - II


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INTRODUCCION

Muchas de las sustancias que consideremos son moleculares. Dehecho, prcticamente todas las sustancias que son lquidos atemperatura ambiente son sustancias moleculares. Las fuerzasdentro de las molculas que dan origen a los enlaces covalentesinfluyen en la forma molecular, las energas de enlace y muchosaspectos del comportamiento qumico. Las propiedades fsicas

de los lquidos y slidos moleculares, en cambio, se deben engran medida a fuerzas intermoleculares, las fuerzas que existenentre las molculas.Las fuerzas intermoleculares entre molculas neutras dependende su polaridad molecular, tamao y forma.En los lquidos, las fuerzas de atraccin intermoleculares son lo

bastante fuertes como para mantener juntas las molculas. Porello, los lquidos son mucho ms densos y mucho menoscompresibles que los gases. A diferencia de los gases, loslquidos tienen un volumen definido, independiente del tamaoy la forma de su recipiente. Sin embargo, las fuerzas de atraccinen los lquidos no tienen la intensidad suficiente para evitar que

las molculas se muevan unas respecto a otras. Por ello, loslquidos pueden verterse, y asumen la forma de su recipiente.


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OBJETIVOS

Estudiar algunas de las propiedades de los lquidos (puntode ebullicin y solubilidad)

Diferenciar entre una solucin y un coloide.

Conocer algunos mtodos de purificacin y separacin de

lquidos, como la destilacin.


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FUNDAMENTO TEORICO

Estado LquidoEs una fase condensada en donde las partculas estn prximas entre s, de formaque interaccionan fuertemente.

Teora cintica molecular del estado lquido- En los lquidos las molculas estn tan juntas que hay, muy poco espacio

vaci, por ello son ms difciles de comprimir y en condiciones normales, sonmucho ms densos que los gases.

- En un lquido, las molculas se mantienen juntas por una o ms tipos de

fuerzas de atraccin (fuerzas intermoleculares).- Un lquido tambin tiene un volumen definido, puesto que sus molculas noescapan de las fuerzas de atraccin. Sin embargo pueden moverselibremente entre ellas, de tal manera que un lquido puede fluir, derramarsey adoptar la forma del recipiente que lo contiene.

- Los lquidos se difunden en otros lquidos, los cuales son muy miscibles. Lavelocidad de difusin natural es lente a temperaturas normales.

- Enfriar un lquido, disminuye su energa cintica molecular y causa que susmolculas se ralenticen an ms.

- Si se disminuye suficientemente la temperatura a presiones ordinarias lasinteracciones atractivas ms fuertes, pero de menor alcance, superan lasenergas cinticas de las molculas; causando solidificacin.

- La temperatura requerida para la cristalizacin a una presin determinada,depende de las interacciones de corto alcance entre las partculas y escaracterstico de cada sustancia.

Caractersticas de los lquidos

No tienen forma definida (adoptan las formas de los recipientes). Tienen volumen definido (solo son ligeramente compresibles). Tienen elevada densidad. Son fluidos.


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Se difunden a travs de otros lquidos. Constan de clusters de partculas desordenadas que estn bastante prximas

entre s, las partculas poseen movimiento al azar en tres dimensiones. Los lquidos son isotrpicos, es decir que no tienen estructura reticular

extendida.

PROPIEDADES DEL ESTADO LQUIDO

a) Tensin Superficial- Es la cantidad de energa necesaria para

estirar o aumentar la superficie de un lquidoen una unidad de rea.

- Tambin es una de las medidas de las fuerzasdirigidas hacia el interior que se debenvencer para expandir el rea superficial de unlquido.

- Las molculas de un lquido son jaladas entodas las direcciones por las fuerzasintermoleculares, no hay tendencia para unasola direccin. Sin embargo, las molculas delas superficies son jalas hacia abajo y hacialos lados por otras molculas, pero no hacia arriba de la superficie.

- En consecuencia, estas atracciones intermoleculares tienden a jalar a lasmolculas hacia dentro del lquido, lo que ocasiona que la superficie se tensecomo si fuera una pelcula elstica.

- Se ha descubierto que el trabajo que se realiza, para estirar una pelcula, esproporcional al aumento del rea superficial. La constante deproporcionalidad es la tensin superficial.

Los factores que afectan la tensin superficial son:- La tensin superficial de los lquidos disminuye con el aumento de la

temperatura, debido a que se incremente la energa cintica de lasmolculas, disminuyendo las fuerzas de cohesin.

- Los agentes tensoactivos son sustancias qumicas que tienen la habilidad deoriginar una apreciable reduccin en la tensin superficial de un lquido,cuando se disuelve en ste.


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- Las sales aumentan la tensin superficial del agua.

b) Capilaridad - Es otro ejemplo de la tensin

superficial.- Es el desnivel que presentan los

lquidos en el interior de tubos muyestrechos, de dimetros que son unafraccin de milmetro (capilar).

- Este fenmeno se debe a los distintosvalores de la fuerza de cohesin dellquido y de adhesin del lquidoslido.

- Si la adhesin es mayor que la cohesin, el lquido se ve impulsado haciaarriba, formando una superficie cncava. Si por el contrario, la cohesin esmayor que la adhesin, la superficie libre del lquido desciende en el tubo ytendr esta superficie la forma convexa.

- Si el lquido se adhiere a las paredes del tubo entonces adems de mojarlo,se eleva por el interior del mismo en contra de la gravedad. Si el lquido no seadhiere a las paredes del tubo, no lo moja y desciende en el interior del tubo.

c) Viscosidad - Es la resistencia de un lquido a fluir. - Para que un lquido fluya, las molculas deben ser

capaces de resbalar una sobre otra. - En general cuanto mayor sean las fuerzas

intermoleculares de atraccin, ms viscoso ser ellquido.

- Las sustancia que poseen gran habilidad para

formar puentes de hidrgeno, en especial las queimplican varias posiciones puente de hidrgenopor molcula, tal como la glicerina, tienen normalmente te viscosidadesaltas.

- La viscosidad aumente al aumentar el tamao y el rea superficial de lasmolculas, debido a que las fuerzas de London son mayores. Cuando ms


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largas sean las molculas, ms se pueden liar en el lquido y ms difcil espara ellas fluir.

- La viscosidad disminuye con el aumento de la temperatura, y esto es porquelas molculas se mueven ms rpido y sus energas cinticas son ms

capaces de superar las atracciones moleculares, siempre que no hayacambios en la composicin.- La viscosidad depende del estado fsico de los cuerpos, en los gases es muy

pequea y en los slidos alcanza su valor mximo.

d) Presin de Vapor- Es la presin que ejerce el vapor de un lquido cuando se da el equilibrio

dinmico entre la condensacin y la evaporacin a una temperatura dada. - La presin de vapor de un lquido aumenta con el aumento de la

temperatura. - A una temperatura determinada, las presiones de vapor son diferentes

porque sus fuerzas cohesivas son distintas. - El puente de hidrgeno es muy fuerte en el agua y es el responsable de su

baja presin de vapor. - La fuerza de London generalmente aumenta con el incremento del tamao

molecular, por lo tanto las presiones de vapor disminuyen. - Los lquidos que poseen altas presiones de vapor, tienen bajas temperaturas

de ebullicin. - Los lquidos que se vaporizan fcilmente se denominan voltiles y poseen

presiones de vapor relativamente altas y baja entalpia de vaporizacin.

e) Punto de Ebullicin- Es la temperatura a la cual su presin de vapor es igual a la presin externa. - Un lquido puede hervir o ebullir a cualquier temperatura, pues solo

depende de la presin externa.

- Cuando la vaporizacin ocurre en la superficie lquida se llama evaporacin ysi ocurre en toda la masa lquida se llama ebullicin. - El punto de ebullicin normal es la temperatura a la cual la presin de vapor

del lquido es exactamente a una atmsfera (760 mmHg). - La presin de vapor de agua es de 760 mmHg a 100C, siendo esta

temperatura su punto de ebullicin normal.


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PARTE EXPERIMENTAL

Experimento 1: Determinacin del punto de ebullicin

Procedimiento:En un tubo pequeo, introducir 2 ml. de muestra problema (alcoholetlico). Poner dentro de ste tubo un capilar con su extremo cerradohacia arriba. Unir el tubo de prueba al termmetro usando una gomade tal forma que el tubo pequeo y el bulbo termomtrico queden ala misma altura.

Todo el conjunto se pone en un bao mara o de aceite y se empieza acalentar suavemente, observando tanto el termmetro como ellquido del tubo.Cuando la temperatura se aproxima al punto de ebullicin, empiezana desprenderse burbujas desde el extremo inferior del capilar, lacantidad de estas burbujas aumentar progresivamente.El punto de ebullicin del lquido ser el momento en que las burbujascomiencen a desprenderse con una corriente continua o chorro.Anotar la temperatura que registra el termmetro en este momento.Retirar el mechero inmediatamente. La temperatura ir descendiendolentamente y cuando el lquido ingrese bruscamente en el capilar, leerla temperatura que debe coincidir con la temperatura anotadaanteriormente, de sta manera se confirma la temperatura deebullicin. Hallar el porcentaje de error comparando con los datostericos.

Datos y observaciones:

- -


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- Luego calculando el porcentaje deerror:

Conclusiones:- El alcohol etlico es un lquido voltil(posee una presin de vapor alta), por loque tiene un punto de ebullicin bajo.

Experimento 2: Determinacin de la masa molecular de unsoluto

Inicialmente determinar el punto de ebullicin delagua (destilada) sin sacarosa. Luego hallaremos el punto de ebullicin de unasolucin de agua con un soluto (azcar).Para ello preparar una solucin acuosa de sacarosa

(C12H22O11) al 30% y medir su densidad utilizando eldensmetro, comparar la densidad con los datostericos. En un vaso de 50 ml. colocar 20 ml. de estasolucin y calentarla lentamente hasta ebullicin,anotar la temperatura de ebullicin (cuando latemperatura sea constante). Calcular molaridad ymolalidad de sta solucin. Calcular el incremento deebullicin de la solucin, comparando con el punto de

ebullicin del agua sin sacarosa. Calcular la masamolecular del soluto.La elevacin del punto de ebullicin de un solvente, y el descenso dede su punto de congelacin, debido a la presencia de un solutopuede predecirse con ecuaciones anlogas:


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Donde y se conocen como la constante molal de la elevacin delpunto de ebullicin y la constante molal del descenso del punto decongelacin, respectivamente. Estas constantes son caractersticas delsolvente particular. Debe notarse que para cada solvente es unaconstante diferente de .

Datos de elevacin del punto de ebullicin y descenso de congelacin:


- Sea la masa molecular de la sacarosa:

- La densidad de la solucin, determinada por el densmetro es:

solvente Punto deebull. (C) kb (C/m)Punto decong. (C) kf (C/m)

cido actico 118.9 3.1 16.6 3.9benceno 80.1 2.53 5.5 4.9

cloroformo 61.2 3.63 - -naftaleno - - 80.22 6.85

agua 100 0.512 0 1.86


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- Luego:

- 30% en masa de sto:

- Entonces la molaridad y molalidad son:

Experimento 3: Destilacin Simple Se puede definir la destilacin como un procedimiento de purificacin delos lquidos. Se aplica generalmente a todos los lquidos voltiles y encondiciones ligeramente modificadas a los slidos voltiles.

Materiales:- Baln de destilacin- Refrigerante- Manguera de agua- Mechero de Bunsen- Manguera de gas- Soporte universal

- Pinza metlica- Trpode- Rejilla de asbesto- Termmetro


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Procedimiento:La muestras proporcionada por el profesor, se vierte a un baln dedestilacin limpio y seco. Se agregan dos a tres pedazos de vidrio omaterial de porcelana o perlas de vidrio. Se coloca el termmetrodentro del baln de tal manera que el bulbo del termomtrico quedea la altura del tubo lateral del baln de destilacin.Se coloca en la base del baln un aro con una rejilla metlica paracalentamiento con un mechero. Unir el baln de destilacin alrefrigerante, el cual deber tambin estar sujeto a otro soporte. Unavez que el sistema est fijo hacer ingresar agua al refrigerante. Sedebe regular la entrada de agua. Se coloca un colector que puede seruna probeta graduada para recibir el destilado. Se empieza a calentarpor medio de una llama dbil, poco a poco de tal manera, que lavelocidad de destilacin sea aproximadamente de 30 gotas porminuto. Anotar la temperatura que marca el termmetro durante elproceso. La destilacin debe realizarse siempre con lentitud, pero sininterrupciones, mantenindose siempre una gota del condensado enel bulbo del termmetro, esto favorece al mantenimiento delequilibrio lquido-vapor en el bulbo.

Luego de obtener el agua destilada diferenciaremos entre ella y elagua potable la adicin nitrato de plata. Se observar que en el aguapotable se formar un precipitado blanco, lo que indica la presenciade iones en ella.


- Al agregar nitrato de plata y clorurode bario a las muestras de aguapotable, en stas se forma unprecipitado blanco; lo que no sucedeen las muestras de agua destilada.


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Aplicaciones a la carrera

Es necesario conocer varios mtodos de purificacin de agua, para

reducir el impacto ambiental que ocasionan los relaves mineros.

En la separacin y enriquecimiento de minerales por flotacin,

electrodeposicin y acabado superficial, lubricantes diversos,

inhibicin de corrosin, emulsiones de laminado.

Recomendaciones Trabajar con muestras relativamente pequeas, para acelerar el

proceso de calentado.

En el primer experimento, inmediatamente despus de anotar la

temperatura de ebullicin, retirar el sistema del mechero y esperar

a que se enfre De lo contrario esperar demasiado tiempo para

observar que el alcohol ingrese en el capilar.


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Cuestionario

1. Definir qu es el punto de ebullicin. De qu depende el punto deebullicin de un lquido?- Es aquella temperatura en la cual la materia cambia de estado

lquido a estado gaseoso, es decir hierve. Expresado de otramanera, en un lquido, el punto de ebullicin es la temperatura a lacual la presin de vapor del lquido es igual a la presin del medioque rodea al lquido. Por lo que depende principalmente de sta.

2. Como determinar el punto de ebullicin exacto de un lquido, si seconoce que este lquido hierve a temperatura mayor que 100 C- Con otro tipo de termmetro, como el Termmetro de gas que

puede llegar a medir hasta 538 C.

3. Cules son las propiedades coligativas de las soluciones? Explicar ydar ejemplos.- Son propiedades fsicas que van a depender del nmero de

partculas de soluto (es independiente de la naturaleza del soluto-slo depende de su concentracin) en una cantidad determinadade disolvente o solvente. Cada una est relacionada con un tipo deequilibrio entre fases. Tienen una misma causa: La variacin delpotencial qumico del disolvente al aadirle soluto. Ejemplos:Disminucin de la presin de vapor, Aumento del punto deebullicin, Disminucin del punto de congelacin y la Presinosmtica.

4. Cuando 0.362 g de una sustancia no voltil, con masa molecular de63.1 se disolvi en 25.4 g de acetona, la elevacin del punto deebullicin fue de 0.388 C. Calcular la constante ebulliscpica de laacetona.


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Luego:

5. El punto de solidificacin del alcanfor puro es 178.4 C y suconstante K es 40 C/m. Hallar el punto de solidificacin de unasolucin que contiene 1.50 g de un compuesto de masa molecular125 en 35 g de alcanfor.

6. Indique algunas diferencias entre una solucin y un coloide, cmo

se diferencian?- La diferencia entre solucin y coloide radica en el tamao de las

partculas en disolucin.- En un coloide las partculas se encuentran en constante

movimiento (Browniano), lo cual le da estabilidad, otra propiedadimportante de los coloides es la difraccin de la luz (Efecto Tyndall).

- Una solucin es un tipo de dispersin homognea, en la que semezclan dos o ms especies qumicas.


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Bibliografa

Silberberg. Qumica La naturaleza molecular del cambio yla materia segunda edicin, editorial: Mc Graw-Hill.

Brown, Lemay, Bursten. Qumica La ciencia centralnovena edicin, editorial Pearson.

Raymond Chang. Qumica General sptima edicin,editorial: Mc Graw-Hill.

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