Ejercicios: Investigación experimental de propiedades coligativas

En el laboratorio del liceo, un grupo disuelve 0 g, 5 g, 10 g y 15 g de sal en 200 mL de agua cada vez. Luego mide la temperatura a la que cada mezcla comienza a congelar. Identifica la variable independiente, la variable dependiente y al menos dos variables que deben mantenerse controladas.

Un curso de II medio quiere investigar si agregar azúcar al agua modifica su temperatura de ebullición. Escribe una hipótesis que pueda ponerse a prueba con un experimento. Indica además qué resultado la apoyaría y cuál la refutaría.

Para medir el descenso del punto de congelación de una solución salina se dispone de los siguientes materiales: balanza, termómetro, probeta, vaso de precipitados y agitador. Asocia cada instrumento con la magnitud que permite medir o controlar. Explica también por qué conviene repetir cada medición más de una vez.

Un grupo midió el punto de congelación de soluciones de un soluto no electrolito de distinta molalidad:

1. a) Describe la tendencia de los datos.
2. b) Calcula el cociente entre el descenso de temperatura y la molalidad en cada caso y compáralo con la constante $K_f = 1{,}86\ ^\circ\text{C·kg/mol}$.
3. c) Predice la temperatura de congelación para una solución 2,0 mol/kg.

Se disolvieron 10 g de cada soluto en 100 g de agua y se midió el descenso del punto de congelación:

1. a) Calcula la cantidad de sustancia de cada soluto en los 10 g.
2. b) Explica el orden de los descensos observados usando la cantidad de partículas que libera cada soluto al disolverse.

Isidora quiere comparar si la sal o el azúcar bajan más el punto de congelación del agua. Para la sal usa 50 mL de agua y 5 g de soluto. Para el azúcar usa 200 mL de agua y 20 g de soluto. Además, lee el termómetro sin agitar y solo una vez.

1. a) Identifica al menos tres errores en el diseño de su experimento.
2. b) Propón cómo corregirlos para que la comparación sea válida.

Un grupo midió el aumento del punto de ebullición de soluciones de un soluto no electrolito:

1. a) Usando los cinco primeros datos, estima la constante ebulloscópica del solvente y compárala con $0{,}512\ ^\circ\text{C·kg/mol}$.
2. b) Analiza el último dato: indica si sigue la tendencia y propón dos posibles causas experimentales de la diferencia.
3. c) Explica qué harías para decidir si ese dato se descarta o se conserva.

Para investigar si el descenso crioscópico depende de la naturaleza del soluto o del número de partículas, se prepararon soluciones de 0,50 mol de soluto en 1,0 kg de agua y se midió su punto de congelación:

Usa $K_f = 1{,}86\ ^\circ\text{C·kg/mol}$.

1. a) Calcula, para cada soluto, el factor $i = \dfrac{\Delta T_f}{K_f \cdot m}$.
2. b) Interpreta los valores de $i$ en términos del número de partículas que libera cada soluto.
3. c) Escribe una conclusión basada en la evidencia y explica por qué el $i$ de las sales resulta algo menor que el valor ideal.