DETERMINAÇÃO DA MASSA MOLAR POR CRIOSCOPIA

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DETERMINAÇÃO DA MASSA MOLAR POR CRIOSCOPIA

Discentes:

 Frederico Moraes Magossi Silva

Jennifer Vieira Machado

Yorrana Souza do Couto

Físico-Química Experimental I

Lavras, 07 de setembro de 2021

1.  OBJETIVO

O objetivo deste experimento é determinar a massa molar de substâncias por meio da crioscopia

1. INTRODUÇÃO

Crioscopia é uma propriedade coligativa que estuda a diminuição do ponto de congelamento do solvente presente em uma determinada solução após a adição de um soluto não volátil. Com isso, as propriedades coligativas das soluções são aquelas que não dependem da natureza do soluto, isto é, de sua estrutura; mas sim da concentração (número de partículas dissolvidas) de soluto, podemos notar as propriedades coligativas que interferem neste processo de uma solução com aspecto e assim existem quatro propriedades que se dão pelo abaixamento da pressão de vapor do solvente, aumento do ponto de ebulição, abaixamento do ponto de congelamento e a osmose.

Entre essas propriedades há um fato em comum, que se dá com a solução e assim diminui o potencial químico no solvente no estado líquido, entrando equilíbrio com a fase do vapor ou com uma fase sólida seja estabelecendo em temperaturas diferentes, com uma determinada pressão ou pressões diferentes com uma determinada temperatura.

Sendo assim, a crioscopia tem efeito direto no solvente, pois o seu potencial químico na solução é menor que o do líquido, e quando no estado sólido continua a mesma ambos substância pura.  

Os potenciais químicos das duas fases precisam ser iguais, para que ocorra um equilíbrio em uma solução com o solvente puro e se dá:

μA(l) (T,P, x) = μA(s) (T,P)

Equação 1- igualar potenciais químicos

μA(l) (T,P, x) = Potencial químico do solvente na solução

μA(s) (T,P)= Potencial químico do sólido puro

T= temperatura de equilíbrio (ponto de congelamento da solução)

Observando a equação 1, nota-se que a pressão e a fração molar são uma função e quando a pressão for constante, a temperatura se dá por uma função apenas com a fração molar.

μA(l) (T,P)+RT ln xA = μA(s) (T,P)

           Equação 2

μA(l) (T,P, x) = Potencial químico do solvente na solução

μA(s) (T,P)= Potencial químico do sólido puro

xμA = fração molar do líquido A

Quando há uma diferença de potencial da equação 2, é chamada de Energia de Gibbs de fusão do solvente.

Assim, a constante crioscópica (Kc), associa a determinada molaridade ao abaixamento do ponto de fusão. Pode ser calculada pela reação:

                                                Kc= R.Tf*2. MA [pic 2]

                                                            ΔHf*

                         Equação 4 - Constante Crioscópica

 T*f  = temperatura de fusão do solvente puro

MA = massa molar do solvente

 ΔHf* = calor de fusão molar do solvente puro

 R= Constante universal dos gases

3. MATERIAIS E REAGENTES

3.1. Materiais

• Pipeta Graduada - 0,2 ml
• Pipeta volumétrica
• Termômetro
• Garras
• Suporte
• Béquer
• Tubos de Ensaio
• Agitador
• Pêra

3.2. Reagente

• Gelo
• Terc- butanol
• Acetona
• Hexano
• Etanol
• Água destilada

4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

A princípio foi feita a montagem do experimento colocado um béquer grande (G), o qual será usado para colocar a água e o gelo e, dentro deste, um béquer pequeno (P).

Inicialmente foi pipetado 5mL de terc-butanol que foi adicionado no tubo de ensaio. Após pipetado no tubo de ensaio e colocado dentro do béquer (P) não sendo deixado encostar nas paredes do béquer (P), e assim colocado o termômetro dentro da solução e como sequência foi adicionado o gelo e a água no béquer (G) para diminuir a temperatura e, assim observou-se a pequena mudança do estado físico do terc-butanol indo do líquido para o sólido e anotou-se a temperatura.

Na segunda etapa, segurou-se o tubo de ensaio com a mão para que o estado físico voltasse a origem (indo de sólido para o líquido), e logo após foi adicionado na solução de terc-butanol com auxílio de uma pipeta eletrônica (20μL) a substância acetona. Em seguida, o tubo de ensaio retornou para o béquer (P), colocando o termômetro e fazendo o processo de diminuição de temperatura e quando houve a troca de estado físico, anotou-se os resultados novamente.

Na terceira etapa, segurou-se novamente o tubo de ensaio com as mãos, para que o estado físico voltasse a origem (sólido para o líquido), e assim na mesma solução foi adicionado (40μL) de acetona e assim foram repetidos o mesmo processo, até que o volume total do soluto adicionado ao solvente seja de (140μL).

5. RESULTADOS:

Primeiro, foi calculado o abaixamento crioscópico (ΔTf) pela diferença entre as temperaturas de fusão do Terc-butanol puro e em solução.

Os gráficos mostram a variação ΔTf em função do volume de soluto utilizado. Para o experimento, foram empregados como solutos a acetona (C3H6O), o hexano (C6H14) e o etanol (C2H5OH), respectivamente.

Gráfico 1: Variação da temperatura de fusão do terc-butanol em solução com acetona

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Fonte: Elaborado pelo autor

Gráfico 2: Variação da temperatura de fusão do terc-butanol em solução com hexano