UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS FACULTAD DE INGENIERÍA
DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE EBULLICIÓN Y FUSIÓN DE UNA SUSTANCIA ORGÁNICA. Viviana Cortés, Mercedes Benítez, Leonardo Bedoya, Gregory Rivero y Luis Rojano. Profesora Claudia Herrera. Grupo AD – Mesa 3. 22-08-2013 Laboratorio de Química Orgánica I, Universidad de la Costa, Barranquilla. Estructura M. Teórico Cálculos Análisis Conclusiones
Resumen
1. Objetivos Objetivo general
En esta experiencia vamos a determinar las temperaturas de ebullición y de fusión de compuest compuestos os orgáni orgánicos cos líquido líquidos s y sólidos, sólidos, respectivamente . Líqu Líquid idos os tale tales s com como : 2-pr 2-prop opan anol ol , 2butanol y etanol ; En cuanto a los sólidos: Acido salicílico y acido esteárico. Esto lo realizar realizaremos emos utilizand utilizando o cierta cierta técnica técnica que consiste en calentar la muestra problema en un medio adecuado para ella , es decir en un medi medio o de cale calent ntam amie ient nto. o. Para Para despu después és poder poder comp compara ararr los resul resulta tados dos obten obtenid idos os con con los valore valores s teóric teóricos os para para cada compuesto
Determinar Determinar el punto de ebullición y el punto de fusión con la finalidad de identificar a un compuesto orgánico.
2. Intr Intro oducc cció ión n Los compuestos orgánicos puros frecuen frecuenteme temente nte tienen tienen puntos puntos de fusión, fusión, puntos de ebullición, olor, color, índice de refracción, refracción, densidad, densidad, etc. característicos. Esta Estas s prop propie ieda dade des s físi física cas s sirv sirven en para para identificar un compuesto determinado. Cada estado de la materia está deter determi minad nado o por por su prop propio io conju conjunto nto de características de presión y temperatura y requiere de adición o sustracción de calor para habilitarlo a pasar de un estado a otro. Un comp compue uest sto o puro puro se cara caract cter eriz iza a por por ten tener cier cierta tas s cons consta tant ntes es físi física cas s bien bien definidas; entre ellas es muy importante el punt punto o de fusi fusión ón para para los los comp compue uest stos os sólidos.
Palabras claves Temperatura , punto de fusión y punto de ebullición
Abstract In
this experience we are going to deter determin mine e the melti melting ng and and boilii boiliing ng temp temper era ature tures s of liq liquid uid and and soli solid d organic compounds , respectively Liquids as such as : 2-propanol , 2-butanol y etano ; in respect of solids : Salicylic acid and and steari stearic c acid acid . This This is accom accompli plishe shed d using using a kind of of technique technique , i mean this this is accomplished heating sample problem and fina finall lly y we can can comp compar are e the the theo theore reti tica call values with each compounds .
El punto de fusión es la temperatura a la cual cual encon encontra tramos mos el equil equilibr ibrio io de fases fases sólido - líquido, es decir la materia pasa de estado sólido a estado líquido, se funde, cabe destacar que el cambio de fase ocurre a temperatura constante. El punto de ebullición es el proceso físico en el que que un líqu líquid ido o pas pasa a esta stado gaseoso. Se realiza cuando la temperatura de la totalidad del líquido iguala al punto de ebullición del líquido a esa presión. Como el punt punto o de ebul ebulli lici ción ón depen epende de de la pres presió ión n atmo atmosf sfér éric ica, a, éste éste vari variar ará á al modificarse la presión atmosférica.
Key words Temp Tempera eratur ture, e, melti melting ng point point and and boili boiling ng point.
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2. Fundamentos Teóricos 3. Desarrollo experimental La temperatura de ebullición es aquella a la cual la presión de vapor del líquido es igual a la presión externa. En este punto, el vapor no solamente proviene de la superficie sino que también se forma en el interior del líquido produciendo burbujas y turbulencia que es característica de la ebullición. La temperatura de ebullición
3.1. Punto de ebullición de sustancias orgánicas. 3.1.1 Materiales y reactivos:
- Glicerina o agua - Termómetro - 2 Beaker de 100 ml - 2 Tubos de ensayo - Capilares - Soporte universal - Pinzas para tubo de ensayo - Mechero
permanece constante hasta que todo el líquido se haya evaporado. El punto de ebullición que se mide cuando la presión externa es de 1 atm se denomina temperatura normal de ebullición y se sobreentiende que los valores que aparecen en las tablas son puntos normales de ebullición. A diferencia del punto de ebullición, el punto de fusión es relativamente insensible a la presión y, por lo tanto, pueden ser utilizados para caracterizar compuestos orgánicos y para comprobar la pureza.
- Fósforos - Hilo de coser - Etanol , 2-Butanol y 2-Propanol
3.1.2. Procedimiento: A un tubo de ensayo se añaden 2 ó 3 ml del líquido problema , se introduce un capilar sellado por uno de sus extremos de modo que el extremo abierto toque el fondo del tubo y luego se adiciona el termómetro. El sistema se coloca en un baño de glicerina o de agua dependiendo del punto de ebullición que se vaya a medir, tal como se ilustra en la figura 1. Se calienta gradualmente hasta que del capilar se desprenda un rosario continuo de burbujas. En seguida se suspende el calentamiento y en el instante en que el líquido entre por el capilar se lee la temperatura de ebullición.
Cuando un sólido cristalino se calienta, sus átomos vibran con más energía. En cierto momento se alcanza una temperatura a la que estas vibraciones alteran el orden de la estructura cristalina, los átomos pueden deslizarse unos sobre otros, el sólido pierde su forma definida y se convierte en un líquido. Este proceso se llama fusión y la temperatura a la que sucede es la temperatura de fusión.. Es una propiedad física característica de cada sustancia. Se produce una continua absorción de calor circundante hasta que toda la sustancia está liquida. Mientras el sólido cambia de estado sólido a estado líquido, la temperatura se mantiene constante. Factores que afectan: • La temperatura de fusión disminuye al elevar la presión. • En los sólidos más densos que el liquido la temperatura de fusión aumenta al elevar la
presión. • Para las sustancias amorfas, la fusión no coincide con una temperatura precisa, sino que se desarrolla en un intervalo de pocos grados de forma progresiva. • La presencia de impurezas en la sustancia forma alteraciones en el P. Fusión.
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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS FACULTAD DE INGENIERÍA - Llene hasta la mitad el beaker con el medio de calentamiento de tal forma que cubra el bulbo y la muestra. - Encienda el mechero y caliente. Esté atento al momento en que empiezan a derretirse los cristales y registre esta temperatura. Anótela. - Cuando se produzca la fusión total de los cristales, registre esta nueva temperatura.
3.2. Punto de fusión de sustancias orgánicas. 3.2.1. Materiales y reactivos: - Beaker de 100ml - Termómetro de -10°C a 220°C
- Capilares - Trípode con malla - Soporte - Pinzas - Hilo - Mechero - Fósforos - Agua o glicerina - Sustancia problema.
4. Cálculos y análisis Resultados
De
4.1. Punto de ebullición de sustancias orgánicas. 4.1.1. Cálculos
3.2.2. Procedimiento : - Selle uno de los extremos del capilar, aplicando la técnica adecuada. - Triture un poco de la sustancia problema hasta pulverizarla e introdúzcala poco a poco en el capilar, dándole golpecitos para que caigan al fondo de éste. Continúe esta operación hasta lograr más o menos 1 cm de altura de cristales. - Sujete con las bandas de caucho o con hilo, el capilar al termómetro, de tal manera que los cristales queden muy cerca del bulbo, a la misma altura.
Reactivo Polaridad
Teb normal Teb , °C °C (laboratorio)
24.3 propanol
84°C
86°C
2-butanol
92°C
93°C
76°C
77°C
Etanol
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4.3
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4.1.2.Preguntas de análisis El enlace puente de hidrógeno es una atracción que existe entre un átomo de hidrógeno (carga positiva) con un átomo de O , N o X (halógeno) que posee un par de electrones libres (carga negativa)
- ¿Cómo influye la presencia de impurezas solubles en el punto de ebullición? Y ¿Por qué la temperatura de ebullición se mide justo cuando el líquido asciende por el interior del capilar?. Explique.
- Cuando una o dos gotitas de un líquido muy volátil se colocan sobre la piel y se
Las moléculas que deben separarse para formar el gas, están solventando el
dejan evaporar, se experimenta una sensación de enfriamiento. ¿Por qué?
compuesto produciendo que se necesite más energía para evaporar la sustancia. La elevación de líquido en el capilar es resultado del desplazamiento del aire contenido en el capilar por el vapor del líquido que ha iniciado su ebullición y que
Porque el fenómeno de la evaporación es un proceso endotérmico, en el que se consume calor para que tenga lugar. Ese calor necesario para la evaporación el sistema lo sustrae de la fuente de calor más próxima y de ahí la sensación de enfriamiento en la evaporación
se observa precisamente como la salida del rosario de burbujas
-¿Qué relación existe entre el punto de ebullición y el número de carbonos en una función química específica? (Tenga en cuenta el grupo funcional de las sustancias problema asignadas).
- ¿Por qué los alimentos se cocinan más fácilmente en una olla a presión? En una olla abierta, el líquido ebulle a 100°C i mientras dura la ebullición, la temperatura no sube. En una olla a presión, que tiene un cierre hermético, el vapor queda encerrado y la presión exterior al líquido aumenta y con ello, también aumenta el punto de ebullición. En estas ollas, la temperatura del líquido fácilmente alcanza los 120°C y eso cocina más rápido los alimentos
Los puntos de ebullición de los alcanos normales aumentan de manera gradual, al aumentar el número de los átomos de carbono. Esta relación entre punto de ebullición y número de átomos de carbono es típica de las series homólogas.
- Investigue qué son sustancias polares y no polares. ¿Qué son los puentes de
4.2. Punto de fusión orgánicas.
de sustancias
4.2.1. Cálculos hidrógeno?. ¿Qué relación tiene la polaridad con el punto de ebullición?
Reactivo
Es polar aquella distribución de las carácter dipolar de ciertas moléculas depende de la presencia de enlaces polares en su estructura, aunque pueden existir moléculas con enlaces polares pero que sin embargo no tengan momento dipolar neto debido a una distribución simétrica de las cargas,
Tf. Tf. , normal °C (laboratorio) Derretido 157°C
Acido 157°C salicílico 159°C
Fundido tot.
160°C
Derretido 63°C Acido 68°C - 70°C esteárico Fundido tot.
Las moléculas no polares son en las que solo tienen una carga aparente.
4
72°C
°C
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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS FACULTAD DE INGENIERÍA utilizando gas); un termómetro protegido se encuentra colocado deforma que el 4.2.2.Preguntas de análisis . depósito esté en el centro del bloque. Se - ¿Cuál es el criterio para decidir con puede emplear calentamiento rápido o lento, siendo regulable este último. cuál medio de calentamiento se trabaja
para lograr la fusión del reactivo? Sustente su respuesta.
Para efectuar una medida se colocan porciones pequeñas de la sustancia en el
centro de la cara superior del bloque y se calienta hasta fusión. Se puede efectuar
el criterio para decidir con cuál medio de calentamiento se trabaja es que los compuestos orgánicos que tenga el punto de fusión superior de 100 grados se debe trabajar con un medio de calentamiento que su punto de ebullición sea mayor a 100grados, por eso se utiliza la glicerina el cual su punto de ebullición es de 2902 grados.
una primera determinación calentando rápidamente. Para una medida precisa el calentamiento se regula de forma que la elevación de la temperatura sea de unos 2 grados centígrados (ºC) por minuto.
5. Conclusiones - ¿Si se emplearan 5 g de muestra, cambiaría el punto de fusión de la sustancia?. Sustente su respuesta.
Se puede concluir que a través del punto de ebullición y fusión podemos identificar no solo a una muestra si no también su grado de pureza.
El punto de fusión no cambia porque esta es una propiedad que depende de la presión atmosférica y la cantidad de materia no influye.
La influencia de la presión atmosférica es importante en nuestra experiencia ya que esta variará la temperatura de ebullición y fusión; estos están influenciados por los factores fisicoquímicos, si la presión aumenta o disminuye, se va a afectando al ser único para cada sustancia.
- ¿Por qué se considera el punto de fusión como una propiedad característica de la materia?
Conclusions
Porque esta es una propiedad que es específica para cada sustancia pura
It can be concluded that through boiling and melting point we can identify not only a sample but also their degree of purity. The influence of atmospheric pressure is important in our experience, because this will vary the temperature of boiling and melting, these are influenced by physicochemical factors, if the pressure increases or decreases it being only affecting each substance.
- ¿Qué relación existe entre el punto de fusión y el número de carbonos en una función química específica? (Tenga en cuenta el grupo funcional de las sustancias problema asignadas). Sustente su respuesta. - Investigue otra u otras técnicas para determinar el punto de fusión de una sustancia pura.
6. Bibliografía
Método por fusión instantánea; empleo de bloques Un bloque de los más conocidos es el bloque de Máquenme, que está constituido por un paralelepípedo de latón, en cuyo interior hay unas resistencias eléctricas de calentamiento (se calienta también
http://ge-iic.com/files/fichas %20productos/Polaridad_viscosidad_ebulli cion_disolventes.pdf
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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS FACULTAD DE INGENIERÍA http://www.monografias.com/trabajos83/te mperatura-ebullicion/temperaturaebullicion.shtml http://es.slideshare.net/thatik/determinacinde-puntos-de-fusin-y-puntos-de-ebullicin
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