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Cómo calcular el punto de congelación de una mezcla

Escrito por jack brubaker | Traducido por laura de alba
Cómo calcular el punto de congelación de una mezcla

Las impurezas alteran el punto del congelamiento del agua.

Jupiterimages/Photos.com/Getty Images

En una mezcla de sólido y líquido, o dos líquidos, el componente principal representa el solvente, y el componente menor representa al soluto. La presencia del soluto induce el fenómeno de disminución en el punto de congelamiento en el solvente, donde el punto de congelación del solvente en la mezcla se hace menor que el del solvente puro. La represión en el punto de congelamiento es calculada de acuerdo con delta(T) = Km, donde K representa la constante de depresión en el punto de congelamiento del solvente, y m representa la molalidad de la solución. La molalidad, en este caso, representa las moles de partículas de soluto por kilogramo de solvente. Los químicos determinan las moles de partículas de soluto dividiendo la masa del soluto entre su peso molecular, como es determinado al sumar las masas atómicas de todos los átomos en su fórmula química.

Nivel de dificultad:
Difícil

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Necesitarás

  • Tabla periódica de los elementos
  • Tabla de constantes de depresión de puntos de congelamiento

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Instrucciones

  1. 1

    Identifica el soluto y el solvente en la mezcla. Por definición, el soluto representa el compuesto presente en menor cantidad. Por ejemplo, para una mezcla de 10 g de cloruro de sodio (sal) disuelto en 100 g de agua, el cloruro de sodio representa el soluto.

  2. 2

    Determina el peso de la fórmula o el peso molecular del soluto sumando los pesos atómicos de todos los átomos en la fórmula química del soluto. El cloruro de sodio contiene un átomo de sodio y un átomo de cloro, y los pesos atómicos de la tabla periódica de los elementos para el sodio y el cloro son de 22,99 y 35,45, respectivamente. El peso de su fórmula es por lo tanto (1 x 22,99) + (1 x 35,45), que es igual a 58,44.

  3. 3

    Calcula las moles de soluto dividiendo los gramos de soluto entre el peso de su fórmula. Continuando con el ejemplo previo del cloruro de sodio, 10 g/58,44, o 0,171 moles de cloruro de sodio.

  4. 4

    Determina las moles de partículas multiplicando las moles de soluto por el número de partículas creadas cuando el soluto se disuelve. Para las sustancias moleculares con uniones covalentes, como el azúcar, cada fórmula representa una molécula o partícula en la solución. Sin embargo, los compuestos iónicos como el cloruro de sodio producen dos o más partículas por unidad de fórmula. Puedes identificar estos compuestos fácilmente porque siempre consisten en un metal y un no metal, mientras que los compuestos moleculares como el azúcar contienen únicamente no metales. Un compuesto como el cloruro de sodio producirá tres partículas. Para el ejemplo de los 10 g de cloruro de sodio (0,171 moles de NaCl) x (2 partículas por fórmula), o 0,342 moles de partículas.

  5. 5

    Determina la molalidad de la solución dividiendo las moles de partículas entre la masa del solvente en kilogramos. En el ejemplo previo, la solución preparada contenía 10 g de cloruro de sodio disueltas en 100 g de agua. Dado que 1 kg contiene 1000 g, 100 g de agua representan 0,100 kg de agua. Usa la herramienta de conversión en línea para convertir la masa del solvente kilogramos, si es necesario. La molalidad de partícula de 10 g de cloruro de sodio en 100 g de agua es por lo tanto 0,342 / 0,100, o 3,42 moles por kilogramo.

  6. 6

    Utiliza una tabla de constantes de depresión de punto de congelamiento para determinar la constante de depresión del punto de congelamiento, K, del solvente. La K del agua, por ejemplo, es de 1,86 °C por mol.

  7. 7

    Calcula la depresión del punto de congelamiento, delta(T), del solvente multiplicando su valor K por la molalidad del soluto: delta(T) = Km. Continuando con el ejemplo previo, delta(T) = 3,42 x 1,86, o 6,36 °C.

  8. 8

    Determina el punto de congelamiento de la mezcla restando delta(T) del punto de congelamiento del solvente puro. La mayoría de las tablas de constantes de depresión del punto de congelamiento también proveerán el punto de congelamiento (algunas veces enlistado como punto de fusión) del solvente puro. En el caso del agua, el punto del congelamiento es 0 °C. El punto de congelamiento de 100 g de agua que contienen 10 g de cloruro de sodio es por lo tanto 0 - 6,36, o -6,36 °C.

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