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Depresión del punto de congelación para determinar un compuesto desconocido
 

Depresión del punto de congelación para determinar un compuesto desconocido

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Depresión del punto de congelación es el fenómeno que se observa cuando el punto de congelación de una solución es menor que la del solvente puro.

Este fenómeno resulta de la interacción entre el soluto y las moléculas de solvente. La diferencia de temperaturas de congelación es directamente proporcional al número de partículas de soluto disuelto en el solvente.

De la diferencia en temperaturas de congelación si se conocen las masas del solvente y el soluto en la solución se puede calcular la masa molar de un soluto no volátil.

Este video presenta la relación entre la depresión del punto de congelación y la masa molar del soluto, un procedimiento para determinar la masa molar de un soluto desconocido y algunas aplicaciones del mundo real de la inducción y la observación de cambios en la temperatura de congelación.

Depresión del punto de congelación es una característica colligative, significando que sólo es afectado por la proporción de soluto a partículas de solvente y no su identidad.

En el punto de congelación de una sustancia pura, las tasas de fusión y de congelación son iguales.

Cuando una solución se enfría hasta el punto de congelación de su solvente, las moléculas de solvente se comienzan a formar un sólido. Es menos enérgio favorable para formar un entramado mixto de partículas de soluto y solvente. Las partículas de soluto permanecen en la fase de solución. Sólo interacciones del solvente-solvente contribuyen a la formación del enrejado, así las interacciones solvente-soluto reducen la tasa de congelación en comparación a la del solvente puro.

La temperatura de congelación que comienza es el punto de congelación de la solución. La solución continúa de enfriamiento se congela, pero este continuó la disminución de la temperatura refleja el aumento de la concentración de soluto en la fase de solución.

Finalmente, la temperatura de la solución es tan baja y tan poco solvente sigue siendo en la fase líquida que llega a ser favorable para las partículas del solutos formar un enrejado. Una vez alcanzado este punto, la temperatura permanece aproximadamente constante hasta que la mezcla ha congelado sólida.

Pueden determinar la masa molar del soluto y por lo tanto la identidad del soluto, de la relación entre el punto de congelación del disolvente puro, el punto de congelación de la solución y el molality de la solución. Molality, o m, es una medida de la concentración en moles de soluto por kilogramo de solvente. Esta relación depende la la constante de depresión del punto de congelación del disolvente y el número de partículas de soluto producido por unidad del fórmula que se disuelve.

Molality puede expresarse en términos de masa molar, por lo que la ecuación puede ordenarse para solucionar para la masa molar del soluto. Tapar esto en la ecuación del punto de congelación permite la elucidación de la masa molar, una vez se conoce la diferencia de temperatura. Ahora que entiendes el fenómeno de la depresión del punto de congelación, vamos a ir a través de un procedimiento para determinar la masa molar de un soluto desconocido de las temperaturas del punto de congelación. El soluto es una molécula orgánica no-iónicos, no volátiles que produce una partícula por unidad del fórmula disuelve y el solvente es el ciclohexano.

Para iniciar este experimento, conecte la sonda de temperatura en el equipo para recolección de datos. Inserte la sonda de temperatura y un agitador en el recipiente de la muestra.

Establecer la longitud de recopilación de datos y la tasa de muestreo. Permitir suficiente tiempo en la recolección de datos de la muestra congelar.

Establecer límites superior e inferior de la gama de temperaturas a la muestra.

Agregar 12 mL de ciclohexano al tubo de ensayo limpio y seco. Limpie la sonda de temperatura con un Kimwipe. Inserte el conjunto de tapón en el tubo de ensayo que la punta de la sonda de temperatura está centrada en el líquido y no toque los lados o la parte inferior.

En un vaso de precipitados, prepara un baño de agua helada. A continuación, iniciar la recolección de datos de temperatura.

Coloque el tubo de ensayo en el baño de agua helada, asegurando que el nivel de líquido en el tubo de ensayo está por debajo de la superficie. Agitar continuamente el líquido a un ritmo constante.

Una vez que comienza la congelación, permiten recopilación de datos para continuar hasta la parcela se ha estabilizado a una temperatura constante. Este es el punto de congelación del ciclohexano puro. Retire el tubo de ensayo del baño de agua helada y deje que se caliente a temperatura ambiente.

Una vez que se ha derretido el ciclohexano, pesar exactamente el material desconocido sólido en peso de papel. Quite el tapón del tubo de ensayo y agregar el sólido. Evite que el compuesto se adhiere al tubo de ensayo.

Vuelva a colocar el tapón y agitar la solución hasta que el sólido se haya disuelto completamente. Es importante que no permanezcan cristales sólidos.

Definir los parámetros para la recolección de datos y preparar un baño de agua dulce del hielo. Inicio Colección, coloque el tubo de ensayo en el baño y revolver continuamente con una velocidad constante. Una vez que comienza la congelación, el punto de congelación continúa disminuyendo debido a la creciente concentración de soluto. Continuar la recogida de datos hasta que la pendiente de esta disminución es evidente. Cuando haya terminado el experimento, deje que la solución del compuesto desconocido a temperatura ambiente y luego se dispondrá de acuerdo con los procedimientos para residuos orgánicos.

En este experimento, la sustancia desconocida es conocida por ser uno de los cinco compuestos posibles: bifenilo, bromochlorobenzene, naftaleno, antraceno y el dibromobenceno. La identidad de lo desconocido puede determinarse al comparar su masa molar a estas sustancias conocidas.

El soluto desconocido produce una partícula por unidad del fórmula disuelto. Para calcular la masa molar del compuesto desconocido, la constante de depresión del punto de congelación del ciclohexano, la masa de soluto y el solvente utilizado y la diferencia en temperaturas de congelación son necesarios.

en este ejemplo se utilizaron 0,147 g del soluto desconocido. La constante de depresión del punto de congelación del ciclohexano es de 20.2 ° C-kg por mol de soluto. La densidad y el volumen de ciclohexano se utilizan para calcular la masa del solvente.

Se determinaron los valores de la freezing point del solvente puro y el punto de congelación de la solución de las parcelas.

Si el compuesto es conocido por ser uno de los pocos compuestos posibles, como en este experimento, la masa molar puede simplemente ser comparada con estos compuestos. De las cinco opciones para este experimento, el naftaleno es el partido más cercano.

El fenómeno de la depresión del punto de congelación tiene muchas aplicaciones tanto dentro como fuera del laboratorio.

Cloruro de calcio es preferible al cloruro de sodio para el tratamiento de carreteras cubiertas de hielo debido a los efectos de la depresión del punto de congelación. Como cloruro de calcio, libera una partícula más de cloruro de sodio hace, deprime el punto de congelación del agua aún más y así se derrite el hielo a temperaturas más bajas.

En este estudio, se realizó un experimento de fusión con dos diferentes mezclas de sulfuro de hierro. La muestra con la mayor fracción de masa de azufre fue completamente líquida a la temperatura del experimento, mientras que la muestra con menos azufre todavía fue parcialmente sólida. Esto demuestra que con mayores impurezas, en este caso azufre, el punto de fusión observado es menor que en el sólido puro. Aquí, las diferencias de punto de fusión entre las dos muestras dan información sobre la formación del núcleo de la tierra.

Sólo ha visto introducción de Zeus con la depresión del punto de congelación para determinar la identidad de un compuesto desconocido. Ahora debe entender el fenómeno de la depresión del punto de congelación, la relación entre la depresión del punto de congelación y la masa molar del soluto, y por qué el fenómeno es útil para una variedad de industrias.

¡Gracias por ver!

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