Practica 5. Punto de ebullición: Destilación simple y a presión reducida. Antecedentes.
1) Investigar las propiedades físicas y la estructura molecular de alcanos y alcoholes. Alcanos: La molécula de un alcano solo presenta enlaces covalentes, que enlazan dos átomos iguales, por lo que no son polares; o bien, unen dos átomos cuyas electronegatividades apenas difieren, por lo que son escasamente polares. Además estos enlaces son direccionales de un modo muy simétrico, lo que permite que dichas polaridades débiles se cancelen; como resultado, un alcano es no polar o ligeramente polar Los puntos de ebullición y fusión aumentan a medida que crece el numero de carbonos. Los procesos de ebullición y fusión requieren vencer las fuerzas intermoleculares de un liquido y un solido; los puntos de ebullición y fusión suben porque dichas fuerzas se intensifican a medida que aumenta el tamaño molecular Alcoholes: Los alcoholes son compuestos de formula general R-OH. donde R es cualquier grupo alquilo, incluso sustituido. El grupo puede ser primario, secundario o terciario; puede ser de cadena abierta o cíclico; puede contener un doble enlace, un átomo de halógeno, un anillo aromático o grupos hidroxilo adicionales. Todos los alcoholes contienen el grupo hidroxilo (—OH), el cual al ser su grupo funcional determina las propiedades características de esta familia. Las variaciones en la estructura del grupo R pueden afectar a la velocidad de ciertas reacciones del alcohol e incluso afectar, en algunos casos, al tipo de reacción. Los alcoholes también muestran un aumento del punto de ebullición al aumentar el numero de átomos de carbono y una disminución del mismo con la ramificación. Sin embargo, lo notable es el punto de ebullición tan elevado de los alcoholes debido a la energía extra necesaria para romper los puentes de hidrogeno que se forman.
2) Relación entre estructura y sus propiedades físicas. En ambos casos, en general al aumentar el numero de carbonos en la molécula, su punto de fusión y de ebullición se incrementan. Las ramificaciones también modifican estas propiedades; mientras más ramificaciones tenga la molécula menor serán su puntos de fusión y ebullición, esto debido a que con cada ramificación su forma reduce la superficie de contacto, haciendo que sus fuerzas intermoleculares sean más fáciles de romper.
3) Destilación a presión reducida. Relación entre la presión y la temperatura.
La destilación a presión reducida consiste en disminuir la presión en el montaje de destilación; el punto de ebullición es directamente proporcional a la presión, si la presión sobre el sistema disminuye también disminuirá su punto de ebullición.
4) Aplicaciones y características de una destilación a presión reducida. Muchas sustancias tiene puntos de ebullición demasiado elevados para poder aplicarles una destilación simple o bien son susceptibles a oxidarse y se descomponen antes de llegar a este punto.
5) Características de los compuestos susceptibles de purificarse por destilación a presión reducida. Compuestos cuyo punto de ebullición sea por encima de los 200ºC o que al estar cerca de su punto de ebullición se descompongan, en estos casos la destilación a presión reducida es la opción para evitar la descomposición o para no calentar en exceso el equipo.
6) La interpretación de un nomograma y el funcionamiento de un manómetro. Un nomograma es un representación grafica de propiedades de compuestos que incluyen varias variables y que mediante el trazado de líneas paralelas nos da la información de una variable respecto a las demás en la intersección de las líneas que incluye el nomograma. Un manómetro es un instrumento que mide la presión de fluidos dentro de un sistema cerrado, la medición que arroja un manómetro normalmente es la diferencia de la presión del sistema con respecto a la presión atmosférica.
Bibliografía: Morrison, R. T, Boyd, R. N., Química Orgánica, 5ª Edición, México, Ed. Addison Wesley, Mexico,1998. Pags: 90-92, 622, 624. Williamson K., Masters K., Macroscale and Microscale Organic Experiments, 6ª Edicion, Ed. Brooks and Cole, USA, 2010. Pags: 116-118.
