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1. PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ
FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA
Laboratorio 2 de Físico-Química
QUINTA PRÁCTICA
PROPIEDADES COLIGATIVAS
Fecha del experimento:
05 de Octubre
Integrantes:
Código:
- Brenda D’Acunha
- Carla Sánchez
20067205
20072193
2010

2. 1. OBJETIVOS:
-
-
A partir de curvas de enfriamiento obtener el punto de congelación de un solvente puro,
así como su constante crioscópica, utilizando un soluto conocido. Además, determinar el
peso molecular de una muestra problema.
Comprobar que la variación de temperatura es independiente del tipo de soluto usado.
Comprobar que el descenso del punto de congelación no depende del tipo de soluto
usado, sino de la naturaleza del solvente.
2. MARCO TEÓRICO:
Propiedades coligativas
Las propiedades que dependen de la cantidad de moléculas, y no de la naturaleza de las mismas,
son llamadas propiedades coligativas.
Estas propiedades incluyen el aumento de la temperatura de ebullición, la disminución del punto
de congelación y la presión osmótica.
Disminución del punto de fusión
La figura 1 nos muestra el diagrama de fases para un líquido puro (curva rosada) y para este
líquido en una mezcla actuando como solvente (azul).
En el punto de congelamiento del líquido, existe una ecuación entre el sólido y el líquido, de
manera que la presión de vapor de la fase
sólida y líquida sea la misma, así como
también sean iguales los potenciales
químicos (
) y la
tendencia de pasar de líquido a sólido.
Luego, cuando se agrega un soluto no-volátil
al líquido, la tendencia de transición de las
moléculas del solvente de líquido a sólido
disminuye, mientras que la tendencia de
pasar de sólido a líquido queda sin afectarse.
Los cristales del solvente entonces, se
empiezan a disolver y la temperatura de
congelación disminuye. Por este motivo se
puede observar que el diagrama de fases
para el solvente en solución está más abajo
Figura 1
que el diagrama para el solvente puro.
Este descenso en el punto de congelación puede expresarse como:
Donde m2 es la molalidad de las moléculas de soluto y Kf es la constante crioscópica y es una
función únicamente del solvente.

3. A partir de esta ecuación es posible hallar una fórmula para obtener el peso molecular del soluto
M2:
De esta manera, si conocemos la cantidad de soluto agregada y la cantidad de solvente, es posible
obtener el peso molecular del soluto utilizado.
3. MATERIALES Y REACTIVOS:
Materiales:
1 crióscopo
1 vaso de 600 ml
1 vaso de 1 L
2 tubos de ensayo de 20x20
2 varillas de vidrio
2 termómetros (-10°C a 50°C)
1 pipeta volumétrica de 25 ml
1 pipeta graduada de 10 ml
Propipetas
Equipos:
Balanza analítica
Termómetro digital
Reactivos:
Hielo
Ciclohexano (grado reactivo)
Sal común
Difenilo
Naftaleno

4. 4. PROCEDIMIENTO:
4.1. Prueba: Determinación de la temperatura de congelación del ciclohexano
En vaso de 250mL con
hielo introducir tubo de
ensayo con 5mL de
ciclohexano +
termómetro
Tapar el tubo con
algodón para evitar el
ingreso de humedad
Esperar que el
compuesto se congele y
medir la temperatura.
4.2. Determinación de la temperatura de congelación del ciclohexano mediante el método
del crióscopo:
Introducir termómetro y
barra de agitación, y
tapar la boca del tubo
con algodón.
Introducir en un vaso con
agua helada y sal (3:19).
Registrar la temperatura
cada 10s.
Dibujar la curva
deenfriamiento del
ciclohexano.
Introducir 25mL de
ciclohexano en el tubo
central del crióscopo.
Anotarla temperatura de
congelación del
ciclohexano
4.3. Obtención del peso molecular de una muestra problema:
Pesar 0.3g de naftaleno
poner el crióscopo
dentro de un vaso con
agua a t. ambiente.
Introducir el naftaleno y
mezclar.
Colocar el termómetro y
tapar la boca del tubo
con algodón.
Repetir procedimiento
con otra muestra (se usó
difenilo)
Obtener registros de
temperatura en todo el
tiempo.
Enfriar el tubo en el baño
del equipo 1. Registrar
valores de temperatura
cada 10s.

5. 5. DATOS:
Tabla 1. Masas de difenilo y naftaleno agregadas al sistema
Naftaleno
Difenilo
Masa agregada (g)
0.3007
0.3562
Moles agregadas (mol)
2.35x10-3
2.309x10-3
Tabla 2. Registro de temperaturas con respecto al tiempo para el ciclohexano puro
T (°C)
7
6.94
6.84
6.74
6.65
6.55
6.45
6.37
6.3
6.23
6.17
6.17
6.17
T (s)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
Tabla 3. Registro de temperaturas con respecto al tiempo para la mezcla ciclohexanonaftaleno
T(°C)
t (s)
6.31
10
6.16
20
5.93
30
5.80
40
5.68
50
5.57
60
5.48
70
5.39
80
5.27
90
5.19
100
4.93
110
4.78
120
4.67
130
4.58
140
4.52
150

6. 4.45
4.39
4.30
4.23
4.19
4.17
4.15
4.12
4.08
4.03
3.98
3.94
3.92
3.89
3.86
3.85
3.83
3.81
3.79
3.77
3.75
3.74
3.74
3.72
3.71
3.69
3.69
3.69
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
370
380
390
400
410
420
430
Tabla 4. Registro de temperaturas con respecto al tiempo para el sistema ciclohexanodifenilo
T (°C)
t (s)
5.33
10
5.27
20
5.15
30
5.07
40
4.96
50
4.88
60
4.73
70
4.64
80
4.56
90
4.40
100

7. 4.35
4.29
4.16
4.06
4.01
3.98
3.95
3.93
3.91
3.90
3.89
3.88
3.86
3.84
3.81
3.80
3.78
3.78
3.78
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
6. CÁLCULOS Y RESULTADOS:
A partir de los datos mostrados en la sección anterior, es posible graficar las curvas de
enfriamiento para cada caso, de manera que nos sea posible obtener la temperatura de
congelación.
Gráfica 1
Curva de enfriamiento para el ciclohexano puro
Temperatura (°C)
Curva de enfriamiento ciclohexano
puro
7.2
7
6.8
6.6
6.4
6.2
6
0
50
100
150
Tiempo (s)
200
250
300

8. De la gráfica anterior es posible determinar la temperatura de congelación del ciclohexano
puro:
T congelación = 6.17°C
Es posible obtener esta temperatura ya que la temperatura de congelamiento es aquella
que permanece constante.
Gráfica 2
Curva de enfriamiento para la mezcla de ciclohexano-naftaleno
Curva de enfriamiento
Ciclohexano-naftaleno
7
6
5
4
3
2
1
0
0
100
200
300
400
500
De esta gráfica, podemos obtener también la temperatura de congelación para la mezcla
de ciclohexano y naftaleno:
T congelación = 3.69

9. Gráfica 3
Curva de enfriamiento para la mezcla de ciclohexano-difenilo
Curva de enfriamiento
Ciclohexano-difenilo
7
6
5
4
3
2
1
0
0
50
100
150
200
250
300
350
De la misma manera, se puede obtener la temperatura de congelación para la mezcla de
ciclohexano-difenilo
T congelación = 3.78
A partir de estas temperaturas, podemos hallar los pesos moleculares de ambos solutos.
Para ello, es necesario hallar la masa del ciclohexano usado en el laboratorio. Esto se
puede hacer usando la fórmula de densidad con respecto a la temperatura a la que nos
encontrábamos en el laboratorio:
T laboratorio = 19.5°C
Con la densidad, podemos hallar la masa utilizada de ciclohexano:

10. Ahora podemos hallar el peso molecular del naftaleno y difenilo por medio de la siguiente
ecuación:
Donde:
De la misma manera, es posible hallar la masa molecular del difenilo:
Para este caso tenemos que:
Los resultados se pueden expresar en la siguiente tabla:
Tabla 5. Resultados obtenidos en el laboratorio para el difenilo y naftaleno
Naftaleno
Difenilo
Descenso del
punto de
congelación (°C)
2.48
2.47
Peso molecular
teórico
(g/mol)
128.17
154.21
Peso molecular
experimental
(g/mol)
127.2396
151.3344
%Error
0.73
1.86

11. 7. DISCUCIÓN DE RESULTADOS:
Primero se pueden observar las curvas de enfriamiento para el solvente puro y para cada
una de las mezclas.
Para el compuesto puro, es posible determinar fácilmente la temperatura de congelación
ya que se tiene un solo componente y habrá un solo equilibrio sólido-líquido y la
temperatura disminuirá hasta mantenerse completamente constante en el tiempo.
El caso de las mezclas es diferente. Vemos que las gráficas presentan varios cambios de
pendiente a lo largo del tiempo. Esto ocurre porque a medida que se va congelando el
solvente, la concentración del soluto en solución va aumentando, lo que hace que la
temperatura de congelación sea menor. Esto es posible explicar también porque el soluto
se mete en los intersticios de la red cristalina del solvente y altera su estructura, de
manera que la conformación adoptada es más desordenada y tarda más tiempo y necesita
absorber más temperatura en lograr la estructura de menor energía.
La disminución de la temperatura para el caso de ciclohexano-naftaleno fue de 2.48°C y la
de la mezcla ciclohexano-difenilo fue de 2.47°C. Podemos ver que esta variación es casi la
misma, al haber agregado valores bastante similares del número de moles de cada soluto.
De acá, podemos decir se comprueba que la propiedad coligativa de descenso del punto
de congelación es independiente de la naturaleza del soluto, pero dependiente de la
cantidad de soluto agregado a la mezcla, así como también depende de la naturaleza del
solvente. Sin embargo, se podría pensar que, al ser bastante parecidas las estructuras del
difenilo y naftaleno, no se den cambios demasiado grandes al momento de calcular el
descenso de la temperatura, por eso es recomendable trabajar con solutos de naturaleza
distinta, quizá unos más polares o apolares, para poder asegurar la independencia de la
naturaleza del soluto.
Es importante mencionar que la temperatura medida en el laboratorio con el termómetro
no es exacta, ya que el mismo presenta una lectura de un grado mayor a la normal. Sin
embargo, ello no interfirió al momento de calcular la constante crioscópica, ya que se
calculó la diferencia de temperatura (∆T).
También, se obtuvo el peso molecular tanto para el naftaleno, 127.2396 g/mol, como para
el difenilo, 151.3344 g/mol, con errores bastante pequeños, de 0.73% y 1.86%
respectivamente.
Si bien es cierto que los errores son menores al 2%, se tiene que tener en cuenta que se
está hallando el peso molecular de un compuesto, y que se debieron obtener valores
bastante más exactos, ya que de otra manera, este método no sería efectivo en la
caracterización de compuestos que no son conocidos.
Es posible, entonces, analizar las posibles fuentes de error para el experimento realizado
en el laboratorio. La primera que salta a la vista es que el método del crióscopo utiliza un
termómetro Beckmann, mientras que nosotros utilizamos un termómetro digital, que es
bastante menos exacto y preciso.

12. Otra fuente de error radica en la fórmula usada para la determinación del peso molecular
de los solutos.Esta fórmula utiliza aproximaciones considerando que se trata de una
mezcla ideal, cuando en realidad es fácil observar que entre solvente y soluto pueden
haber diversas interacciones que afecten los parámetros tomados. De esta manera, los
valores obtenidos no serán tan próximos a los verdaderos.
Una fuente de error bastante importante, que se descubrió mientras se realizaba la
experiencia, fue que el ciclohexano estaba impuro. El punto de congelación obtenido en el
laboratorio fue de 6.17°C, mientras que el real está en 6.55°C. Es importante resaltar que
todos los grupos que realizaron este experimento obtuvieron una temperatura parecida a
la obtenida de manera experimental, de manera que se puede concluir que el compuesto
tenía impurezas. El error radica en que la fórmula de densidad usada era para el
ciclohexano puro, por lo que al haber otras sustancias contaminantes en el ciclohexano ya
no se cumpliría esta ecuación a cabalidad. De esta manera, se obtendría un peso errado
del ciclohexano utilizado en el laboratorio, que llevaría a errores, finalmente, en la
determinación del peso molecular del soluto deseado.
Otros errores, aunque menores, son que el tubo podría no haber estado bien tapado, lo
que llevaría a una volatilización de los compuestos y por ende a una pérdida en la masa, y
también en el cálculo final. Además, está la falta de homogenización de la muestra; es
decir, la falta de agitación constante de la muestra conforme desciende la temperatura; la
falta de perpendicularidad del termómetro dentro del tubo que contenía la muestra; en
otras palabras, puede que el termómetro no haya estado completamente en contacto con
la solución, sino con parte de las paredes del tubo, las cuales, a pesar de encontrarse
expuestas a un ambiente de “vacío”, transmiten por convección algo de calor del entorno
en donde se trabajó; y la falta de permeabilidad de la muestra, la cual pudo entrar en
contacto con partículas de aire.
Asimismo, si la temperatura del baño de hielo no se mantenía relativamente constante,
hacía que la temperatura de la mezcla no disminuya y se mantenga constante,
temperatura que podría confundirse con la de congelamiento ya que era bastante difícil
ver a través de la superficie del vaso porque se empañaba constantemente.
Si la temperatura era demasiado baja, por el contrario, originaría que el congelamiento de
la mezcla se de de una forma muy rápido y no se podrían obtener los puntos suficientes
para tener una curva de enfriamiento. Además, sería muy difícil obtener la temperatura de
congelación de una forma exacta.
8. CONCLUSIONES:
Fue posible obtener el punto de congelación de un solvente como el ciclohexano a partir
de curvas de enfriamiento y utilizando un soluto conocido, como es el caso de naftaleno o
difenilo.Además, se pudo hallar el peso molecular del difenilo y naftaleno por el método
del crióscopo, con un error bastante aceptable. (Menor a 2% en ambos casos).
Se comprobó también que la propiedad coligativa del descenso del punto de congelación
es independiente del tipo de soluto usado, ya que se obtuvieron valores bastante

13. parecidos usando dos solutos distintos, y que más bien, esta propiedad depende de la
naturaleza del solvente y de la cantidad de soluto agregado.
Algunos errores asociados al método se deben sobre todo a que el termómetro utilizado
no es el mejor, ya que para este método se debe usar un termómetro Beckmann por ser
más preciso y exacto en las mediciones, así, tendríamos una temperatura de congelación
más exacta para todos los casos.
Además, se observa en las gráficas de las mezclas un fenómeno de sobre-enfriamiento,
que podría confundirse con la temperatura de congelación de la mezcla.
También, se asume, para deducir las ecuaciones para hallar el peso molecular, que se
trabaja con soluciones ideales, cuando en realidad existen interacciones entre soluto y
solvente y podría ser que las aproximaciones no sean tan buenas para este caso.
Por último, se puede concluir que el ciclohexano usado no se encontraba puro. El punto de
congelación hallado fue de 6.17°C, mientras que el teórico está alrededor de 6.55°C.
9. BIBLIOGRAFÍA:
-
LEVINE. I, Físico Química, cuarta edición, volumen 1, editorial Mc Graw Hill, 1996
SHOEMAKER, D.P., GARLAND C.W. y J.W. NIBLER. Experiments in Physical Chemistry. Sexta
edición. New York: Addison-Wesley, 1996.
Propiedades coligativas. En: http://medusa.unimet.edu.ve/quimica/bpqi13/p4.pdf.
Búsqueda realizada el día 05 de octubre del 2010.
Colligative properties. En: http://fescobar1649.iespana.es/propicoli.pdf. Búsqueda
realizada el 07 de octubre del 2010.
Freezing point depression. Encontrado en:
http://www.ias.ac.in/initiat/sci_ed/resources/chemistry/Collig.pdf. Búsqueda realizada el
día 10 de octubre del 2010.