Informe de laboratorio Punto de Ebullición

TEMPERATURA DE EBULLICÓN Ángel S. Casadiego Daniel J. Martínez

Introducción: Las moléculas más energéticas de la superfcie de un compuesto líquido tienen la tendencia a escapar de la superfcie rompiendo la presión eercida por los gases e!ternos" cuando dic#o líquido se encuentra en un sistema aislado $ cerrado las moléculas al re%otar contra las superfcies del recipiente aislante &uel&en a su lugar inicial" éste suceso se repite continuamente" una &ez el n'mero de partículas que se escapan de la superfcie $ las que entran a esta se iguala" se dice que el líquido está en un equili%rio dinámico con su e!terior" a esto se le denomina presión de &apor. &apor. (l punto de e%ullición es la temperatura a la cual la presión de &apor iguala a la presión e!terna e!terna permitiendo así el )uo continuo de moléculas del líquido a la *orma gaseosa.

Objetivo gener!: •

Medir el punto de e%ullición de ciertas sustancias orgánicas por el método del capilar.

Objetivo" e"#ec$%co": Determinar si el punto de e%ullición &arías respecto a la composición molecular de una sustancia. +prender a realizar un montae de calentamiento para determinar el punto de e%ullición de una sustancia a tra&és del método del capilar. ,er como las *uerzas intermoleculares en orgánicas in)u$en en los puntos de e%ullición. Mrco teórico (l punto de e%ullición es la temperatura a la cual la presión de &apor de un líquido es igual a la presión e!terna. (l punto de e%ullición normal de un líquido es la

temperatura a la cual #ier&e cuando la presión e!terna es - atm. (n el punto de e%ullición se *orman %ur%uas dentro del líquido. Cuando se *orma una %ur%ua. (l líquido que originalmente ocupa%a ese espacio es empuado #acia los lados

o%ligándolo a que aumente el ni&el del líquido en el recipiente. La presión eercida so%re las %ur%uas es la presión atmos*érica más un poco de presión #idrostática es decir la presión de%ida a la presencia de líquido/. La presión dentro de la %ur%ua se de%e solo a la presión de &apor del líquido. Cuando la presión de &apor se iguala a la presión e!terna" la %ur%ua su%e a la superfcie del líquido $ re&ienta. Si la presión de la %ur%ua *uera menor que la presión e!terna se colapsaría antes de poder su%ir por ende el punto de e%ullición de un líquido depende de la presión e!terna. Las *uerzas intermoleculares son *uerzas de atracción entre moléculas. (stas *uerzas son las responsa%les del comportamiento no ideal de los gases. (ercen a'n más in)uencia en las *ases condensadas de la materia es decir en los líquidos $ los sólidos a medida que %aa la temperatura de un gas disminu$e la energía cinética promedio de sus moléculas. +sí a una temperatura sufcientemente %aa las moléculas $a no tienen la energía necesaria para li%erarse de la atracción de las moléculas las &ecinas. (n este momento" las moléculas se agregan $ *orman peque0as gotas de líquido condensación/ Las *uerzas intermoleculares son las principales responsa%les de las propiedades macroscópicas de la materia. Prte E&#eri'ent! Se toma un capilar cerrado $ se sumerge con la parte cerrada #acia arri%a en un tu%o de

(nsa$o que contenga una peque0a cantidad de la muestra líquida" apro!imadamente 1 mL. (l  2u%o de ensa$o se calienta en un %a0o de aceite. 3nicialmente se o%ser&ará el desprendimiento De %ur%uas de aire atrapado dentro del capilar. (l calentamiento de%e realizarse a una ,elocidad apro!imada de uno a dos grados por minuto #asta cuando el %ur%ueo sea constante" (n este momento se detiene el calentamiento $ se registra la temperatura. Cuando dean de Salir las %ur%uas del tu%o capilar $ el líquido ascienda por este se lee nue&amente la  2emperatura" en este momento la presión de &apor dentro $ *uera del capilar es igual a la 4resión atmos*érica. La temperatura que se lea en el termómetro será el punto de e%ullición +pro!imado. Sustancia de e%ullición normal C/

punto

+nilina -56.Ciclo#e!eno 51.75 Ciclo#e!ano 51.89 :utanol --6.9 propanol

57

Dto" de! !bortorio( )Tb! *+

Sustan  2emperat cia ura +nilina

 2-

 21

 21

 21

;

;

Ciclo#e!eno Ciclo#e!ano :utanol

69;5c 87;56/ >c 5=;-1=/ >c 5=;58/ >c

6<;5c 5=;51/ >c 81;--c 51;58/ >c

-<=;-5=/ >c 69;59/ >c 5-;51/ >c 87;-=9/ >c 8=;7=/ >c

-<=;-51/ >c 6<;56/ >c 51;5?/ >c 5=;--8/ >c 8=;71/ >c

•

4ropanol a;%/@ a@ 2emperatura a la cual salió la primera %ur%ua. %@ 2emperatura de e%ullición.

Te'#ertur" de ebu!!ición( )Tb! ,+ Sustan  2emperat cia ura +nilina Ciclo#e!eno Ciclo#e!ano :utanol 4ropanol

 2-

 21

 21

 21

; 5<>c 56>c -1=>c 58>c

; 5<>c 51>c --<>c 58>c

-5=>c 59>c 51>c -=9>c 7=>c

-51>c 56>c 5?>c --8>c 71>c

Pro'edio de te'#ertur" - #orcentje de error( )Tb! .+ Sustancia +nilina Ciclo#e!eno Ciclo#e!ano :utanol

2emperatura promedio -5->c 59"19>c 51"89>c --6"9>c

 2emperatura teórica -56"->c 51"75>c 5="66>c --8"8>c

4orcentae de error -"<5A 1"8?A 1"65A 1"8-A

4ropanol

57>c

78>c

5"16A

/r0%c te'#ertur v" n1'ero de crbono" de ebu!!ición(

 2 &s B C -6= -1= -== 5=

 2emp. de e%ullición

<= 6= 1= = 1.9

?

?.9

6

6.9

9

9.9

<

<.9

B Car%onos

An0!i"i" de re"u!tdo" (n el grupo *uncional de los alco#oles se notó que la cantidad de car%onos es un *actor determinante en la magnitud del punto de e%ullición de la sustancia de tal *orma que a ma$or n'mero de car%ono ma$or es esta propiedad. (l ciclo#e!eno $ el ciclo#e!ano poseen la misma cantidad de átomos de car%ono" la di*erencia entre estos está en que el ciclo#e!eno posee un do%le enlace car%ono;car%ono. Seg'n las

medidas o%tenidas en el la%oratorio se puede decir que la &ariación de la temperatura de e%ullición respecto al n'mero de enlaces del tipo $a mencionado no es signifcati&a es decir el n'mero de enlaces no es determinante para esta propiedad en esta *amilia de compuestos. tro aspecto que in)u$e en la &ariación de la temperatura de e%ullición de los compuestos orgánicos es su estructura cíclica esto se muestra cuando se compara

el punto de e%ullición del ciclo#e!ano $ el #e!ano al igual que con el ciclo#e!eno $ el #e!eno se notó un incremento $ se reafrmó con los datos teóricos de otros compuestos cíclicos. La anilina *ue analizada %ao una &isión di*erente en consecuencia a su característica principal el grupo amino" el cual lle&o a determinar" comparando con otros compuestos de este mismo tipo que ésta característica es un *actor que incide directamente en el punto de e%ullición respecto a los puntos de e%ullición de los #idrocar%uros ordinarios de tal *orma que las sustancias aminas tienden a tener temperaturas de e%ullición más altas que éstos. (l 'ltimo criterio de análisis tomado para este e!perimento *ue el de las *uerzas intermoleculares $a que éstas son las responsa%les de las propiedades *ísicas de la materia. Los #idrocar%uros simples al ser en su ma$oría compuestos apolares presentan *uerzas de tipo &an der Eaals" que son un tipo de *uerza %astante dé%il. (ntre los compuestos analizados en el la%oratorio se #alló que la anilina posee el ma$or punto de e%ullición" pero esto se de%e a la relación entre B de car%onosFtemperatura de e%ullición. (n la anilina $ en los alco#oles &istos se presentan puentes de #idrógeno" en los cíclicos se presentan *uerzas de London. La di*erencia radical que se muestra entre los puntos de e%ullición entre éstos alco#oles $ la anilina $ace en el n'mero de car%onos" como se mencionó antes" $ a partir de esto se puede afrmar que los puentes de #idrógeno

presentes entre el ;G son más *uertes que los presentes en el grupo amino HG1" esto de%ido a la di*erencia de electronegati&idades entre el o!ígeno $ el #idrógeno $ el nitrógeno" respecti&amente. (l punto de e%ullición %ao del ciclo#e!ano $ el ciclo#e!eno se de%e a que la *uerza intermolecular que se presenta entre sus moléculas es mu$ dé%il $a que ésta a su &ez depende una inducción dipolar mu$ aleatoria $ de la capacidad de polarización del compuesto en sí.

Conc!u"ione": •

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La composición de la molécula condiciona en gran parte el punto de e%ullición de una sustancia $a que a causa de ésta composición la molécula se podrá acotar a sus &ecinas a tra&és de las *uerzas intermoleculares. Dependiendo del tipo de *uerza intermolecular presente entre las moléculas de una sustancia la propiedad e&aluada en éste la%oratorio &ariará" de tal *orma que" entre más *uerte sea dic#a *uerza" ma$or será su punto de e%ullición. Con la in*ormación recopilada a tra&és del análisis de datos $ comparación de *uentes teóricas se puede concluir que las *uerzas intermoleculares de ma$or a menor se pueden

organizar de la siguiente *orma@ ;4uentes de #idrógeno. ;Iuerzas de ,an der Eaalls ;Iuerzas de dispersión de London.  2odo esto se de%e a la naturaleza de las *uerzas.  2am%ién se puede resaltar que la *uerza de los puentes de #idrógeno aumenta $ disminu$e en *unción de la electronegati&idad del elemento con el cuál se *orme el puente" nitrógeno" o!ígeno o )'or. PRE/UNTA2 -. Consulte so%re los principios fsicoquímicos de la e%ullición $ del punto de e%ullición corregido. Los principios fsicoquímicos del punto de e%ullición son la presión de &apor $ el calor de &aporización" el punto de e%ullición corregido #ace re*erencia a el corrimiento de temperatura que #a$ a causa de la di*erencia de la presión estándar atm $ a al que realiza el e!perimento. 1. Cuál será el punto de e%ullición a 1== mm Gg del agua seg'n la fgura -K (!plique .

Seg'n la gráfca <9 grados centígrados

?. Se pueden comparar directamente los puntos de e%ullición medidos en :arranquilla con los puntos de e%ullición normales reportados en la literaturaK Si se pueden comparar los resultados de las temperaturas porque la presión atmos*érica de %arranquilla es la misma que la usada en los reportes literarios para medir el punto de e%ullición de dic#as sustancias. 6. + un #idrocar%uro desconocido se le midió su punto de e%ullición normal $ dio 5- C. tam%ién Se le midió su densidad dando ="816. Consultando te!tos o manuales apropiados identifque el Gidrocar%uro e!plicando su procedimiento. (s el ciclo#e!ano $a que seg'n los &alores estándar de su punto de e%ullición que es de 5->C $ su densidad que es de =.887

g 3

cm

se

apro!ima a los &alores que nos dan.

Bib!iogr3$ -. a$mond" C#ang. 1==1/. Nuímica séptima edición McO+E; G3LL 3H2(+M(3C+H+ (D32(S" S. +. de C. ,.