martes, 3 de febrero de 2015

Propiedades coligativas


Práctica con sal común, NaCl

Material (cada 2 alumnos)
Agua.
Dos vasos.
Cubitos de hielo.
Bandeja de poliestireno (las de fruta, verdura…).
Sal común o de mesa (NaCl).
Duración
 35 minutos.
Coste aprox.
 Todo el material se puede traer de casa.
Objetivos
 Observar como algunos elementos o compuestos, como el cloruro de sodio, alteran las propiedades químicas del agua.
Precauciones/ Consejos
 No verter demasiada agua en la bandeja.
INTRODUCCIÓN:
En la parte superficial de los cubitos de hielo hay una capa de agua líquida que se encuentra en equilibrio con el hielo. Al añadir sal, parte de ésta se disuelve en el líquido que rodea los cubitos formando una disolución saturada que rompe el equilibrio con el hielo. Para recuperar el equilibrio la disolución tiende a diluirse, y para conseguir esto se funde parte del hielo, que extrae el calor necesario para fundirse de la disolución, por lo que este se enfría por debajo de los 0 ºC. La temperatura de la disolución puede llegar a los 9 ºC bajo cero. El agua que estaba debajo del vaso se congela y la bandeja queda adherida al vaso y puede levantarse tirando de este.

DESARROLLO EXPERIMENTAL:
  1. Ponemos en la bandeja un poco de agua, de manera que se formen dos charcos separados, y sobre el agua los dos vasos.
  2. Ponemos en los dos vasos la misma cantidad de cubitos de hielo (se recomienda utilizar hielo picado porque su disolución será más rápida).
  3. En uno de los vasos añadimos un par de cucharadas de sal de mesa o sal común.
  4. En pocos minutos se observa que, en el vaso con la sal, los cubitos se funden más deprisa.
  5. A la media hora aproximadamente podemos tocar los dos vasos y apreciar que la temperatura es inferior en el vaso con sal. 
  6. Por último, si levantamos los dos vasos, veremos que el agua bajo el vaso con agua y sal se ha congelado, y la bandeja queda adherida al mismo.
NORMAS:
  • Recuerda que el poliestireno es un polímero no biodegradable. Una vez utilizada, limpia la bandeja y reutilízala, o bien deposítala en contenedores adecuados para su reciclaje.
  • En caso de que un vaso de cristal se rompa, dejad los vidrios para que los recoja el profesor.
CUESTIONES:
  1. ¿Qué significado tiene que un vaso quede adherido a la bandeja y el otro no?
  2. ¿Por qué se utiliza sal común?
  3. ¿Qué otras sustancias crees que podrían servir en lugar de la sal común?
  4. ¿Por qué crees que se tarda una media hora en producirse este fenómeno? ¿Crees que cambiaría la velocidad de disolución si el hielo no estuviese picado?
  5. ¿Por qué crees que se utiliza una bandeja de poliestireno?
  6. En función de lo observado, intenta explicar lo que ha sucedido.
CONCLUSIONES:
  • La velocidad de disolución de los cubitos de hielo depende de la superficie de contacto con el agua en equilibrio. A mayor superficie de contacto, más rápido se disuelven, por lo que es más efectivo utilizar hielo picado.
  • En las sustancias con enlace iónico como el cloruro de sodio,  la unión se realiza por atracción electrostática entre iones de carga opuesta. Esto provoca que al estar en disolución acuosa, los iones se separen y creen un aumento de concentración en la disolución que, en equilibrio con otras fases, tiende a compensarse aumentando el volumen de disolvente.
PARA SABER MÁS:
  • Elementos alcalinos y alcalinotérreos:
  • Ósmosis y presión osmótica:
APLICACIONES Y CURIOSIDADES:
Una importante aplicación práctica de este fenómeno es la adición de grandes cantidades de sal a las carreteras heladas. Esto provoca que el hielo y la nieve se fundan aunque la temperatura ambiental sea menor de 0 °C, por lo que las carreteras quedan despejadas de nieve, pudiéndose circular por ellas.

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