UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE FACU ACUL LTAD DE IN INGEN GENIER IERÍA ÍA INDUSTRIAL E.A.P. INGENIERÍA INDUSTRIAL INFORME DE LABORATORIO LABORA TORIO N°1
“ENSAYO DE SOLUBILIDAD Y MISCIBILIDAD DE COMPUESTOS ORGANICOS
Pr'&e'r! G2ta3' Integrante! C"a#$% A&ar' Sara Gera()%ne 1*1+,,-, R'a Fa(#'n /"'0 11+,,*1 Bart2ren Cat%((a M%a 1*1+,,,* Fecha de realización del experimento: 10 de septiembre del 2016 Lima, Ciudad Universitaria, 10 de septiembre del 2016
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MARCO TEORICO
1. Solubilidad: Se conoce como solubilidad a la capacidad que posee determinada sustancia para disolverse en otra y formar un sistema homogéneo. Como tal, el término solubilidad se utiliza
para
designar
al
fenómeno cualitativo del proceso de disolución como cuantitativo de
la
concentración
de
las
soluciones. La solubilidad puede ser expresada en porcentae del soluto con respecto al solvente o en unidades como moles por litro o gramos por litro. !s importante destacar que no todas las sustancias se disuelven en los mismos solventes. "or eemplo, agua es solvente de la sal, pero no del aceite.
2. Tipos de Soluciones: a) Según la Concentracin del Soluto: La concentracin, hace referencia a la proporción existente entre la cantidad de soluto y la de solvente en una disolución, seg#n este criterio se clasifica en$
Solucin Insaturada: %ambién conocidas bao el nombre de diluidas, es aquella donde la solución admite m&s soluto, sin precipitar.
Solucin Saturada$ !s aquella donde existe la m&xima cantidad de soluto capaz de mantenerse disuelto, a una temperatura dada.
Solucin Sobresaturada$ !s aquella donde la solución supera el m&ximo permitido de la disolución y precipita.
b) Según su Conductibilidad El!ctrica:
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Solucin Electrol"tica: Son aquellas que permite el paso de la corriente eléctrica. ' esta clase de soluciones también se las conoce bao el nombre de iónicas, ya que contiene iones, es decir, part(culas cargadas eléctricamente) esto hace que sean conductoras de la electricidad. 'lgunos eemplos de estas soluciones son la disolución de sales, &cidos y bases fuertes en agua.
Solucin #o electrol"tica: Son aquellas, como su nombre indica, que no tienen la capacidad transportar corriente eléctrica. Se caracterizan por poseer una disgregación del soluto hasta el estado molecular y por no formar iones. 'lgunos eemplos de estas soluciones son el alcohol y el az#car.
$. %olaridad: La polaridad de las sustancias tiene una gran influencia sobre su capacidad de solubilidad. *ay que tener en cuenta que la solubilidad depende tanto de las caracter(sticas del soluto y del solvente como de la presión ambiental y de la temperatura, por esto el car&cter polar o apolar de una sustancia es de suma importancia, ya que determina la capacidad de solubilidad de la misma.
&. Miscibilidad:
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+iscibilidad es la habilidad de dos o m&s sustancias l(quidas para mezclarse entre si y formar una o m&s fases, o sea, mezcla es el conunto de dos o m&s sustancias puras. Cuando dos sustancias son insolubles, ellas formas fases separadas cuando son mezcladas. La solubilidad es en parte una función de la entrop(a y por ello, es vista m&s usualmente en estados de la materia que son m&s entrópicos.
'. (actores
ue
Modi*ican
la
Solubilidad: Como se ha comprobado en experiencias cotidianas, hay sustancias muy solubles en aguaaz#car-, otras muy poco solubles y otras pr&cticamente insolublesaceite-, por lo tanto, la solubilidad no posee siempre valor fio o constante, sino que depende de ciertos factores que har&n de la solubilidad un valor que puede ser aumentado o disminuido seg#n sea el factor modificante y estos son los siguientes$
+a te,peratura !ste factor solo modifica la solubilidad de solutos sólidos y gaseosos, los l(quidos no sufren ninguna alteración en su solubilidad, solo hasta que sean miscibles entre s( que se mezclen-.
!n la siguiente tabla podemos observar como varia la solubilidad seg#n el estado del soluto$ !
+a presin !ste factor no produce variación de la solubilidad de sólidos y l(quidos. La presión modifica considerablemente la solubilidad de un gas y act#a de la siguiente forma$
"
M-TOO O%ERATORIO "rimero recordar que los procedimientos dados a continuación son an&logos para las cuatro muestras que fueron tratadas en el experimento, por lo que se explicar& de manera general. "rimero colocamos en cada uno de los cinco tubos de ensayo cinco gramos de la muestra problema.
Luego procederemos a echar ./ mililitros de solvente en cada uno de los tubos de ensayo. Los solventes usados para cada uno de los tubos ser&n$ agua, etanol 01, etanol 231,45butanol y benceno. 'gitamos bruscamente y observamos la solubilidad de la muestra.
#
'quellas muestras que muestren poca o nula solubilidad se las calentara en 6ba7o mar(a8 a 91c durante un minuto, para tratar de forzar su disolución.
Luego de calentar durante un minuto, procedemos a retirar la muestra y examinar su solubilidad, después se dea enfriar y posteriormente se analiza si hay formación de cristales
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:inamente anotamos todas las observaciones hechas, para un posterior an&lisis y discusión
Solubilidad
&cido 'enzoico
Cloruro de %odio
Miscibilidad
(iclorometa
&ceite
$
ISC/SI0# E RES/+TAOS
1. Solubilidad del icloro,etano en Agua: ;bservamos en el experimento que el diclorometano es muy soluble en el agua a una temperatura tanto fr(a como caliente y que no es notable la formación de cristales en el solvente. Con esto concluimos que el diclorometano puede actuar de disolvente para las reacciones. también interpretamos que el diclorometano es una sustancia polar, ya que es soluble en agua.
2. Solubilidad del icloro,etano en Etanol 3: ;bservamos en el experimento que el diclorometano es soluble en el etanol 01 y es muy soluble a una temperatura caliente, también al enfriar no forma cristales.
$. Solubilidad del icloro,etano en Etanol 453: 'qu( el diclorometano es poco soluble tanto a temperatura fr(a como caliente y que al volver a enfriarse después del 6ba7o mar(a8 se llegan a formar cristales. observamos que la solubilidad del diclorometano va disminuyendo a medida que el alcohol etanol posee m&s concentración, por lo tanto, poseen una proporción indirecta.
&. Solubilidad del icloro,etano en 6utanol: 'qu( el diclorometano es poco soluble tanto en temperatura fr(a como caliente y también forma cristales al enfriarse después del 6ba7o mar(a8.
'. Solubilidad del icloro,etano en 6encina: 'qu( el diclorometano no es soluble a una temperatura fr(a, pero si lo es a una temperatura caliente y forma cristales al enfriarse después del 6ba7o mar(a8. se sabe que las sustancias solubles a una temperatura caliente son consecuencias de reacciones endotérmicas, as( que el diclorometano en la bencina a una temperatura caliente es una reacción endotérmica ya que necesita del calor para volverse soluble.
)
CO#C+/SIO#ES 'l realizar un an&lisis riguroso de los resultados llegamos a las siguientes conclusiones$
Lo semeante disuelve lo semeante, es decir un compuesto apolar se disolver& en un compuesto apolar o de baa polaridad y un compuesto polar se disolver& en otro polar. !sto se aprecia en la experimentación realizada, como por eemplo en el caso del cloruro de sodio compuesto polar- se disuelve f&cilmente en el agua compuesto polar- o el &cido benzoico compuesto apolar-, el cual se disuelve en el benceno compuesto apolar-.
Se pueden disolver cantidades apreciables de compuestos iónicos como el cloruro de sodio con alcoholes inferiores etanol 0<-. !sto ocurre debido a que contienen el grupo hidroxilo en este caso presenta caracter(sticas similares al agua es hidrofilacio-.
La solubilidad aumenta con un aumento de la temperatura, por lo que el exceso de soluto se disuelve en la solución. "or otro lado, una disminución de la temperatura puede causar que el soluto precipite, ya que la solubilidad disminuye.
!l &cido benzoico es poco soluble en agua fr(a, ya que en su estructura cuenta con un anillo bencénico grande y apolar unido a un grupo polar acido m&s peque7o. !sta parte no polar siente m&s atracción por otros anillos bencénicos en lugar de hacerlo con el agua.
'l calentar el &cido benzoico en agua en ba7o mar(a, notamos que la solubilidad aumenta, esto se debe a que la atracción intermolecular de los anillos bencénicos disminuye, es decir las moléculas rebotan mucho m&s y esto puede hacer que se separen con m&s facilidad. Con las moléculas menos atra(das entre s(, el agua puede meterse entre ellas y disolver la parte &cida m&s f&cilmente.
La regla 6lo semeante disuelve lo semeante 6también se cumple para la miscibilidad de los compuestos utilizados en la experimentación diclomerato y aceite-.
*
C/ESTIO#ARIO =.
e acuerdo con las pr7cticas de solubilidad 89u! relacin tiene la polaridad del soluto le sol;ente con los co,puestos ensaados<= *unda,ente su respuesta.
%ras realizar los experimentos notamos que corroboran el postulado que estipula$ 6lo semeante disuelve a lo semeante8, por eemplo, en el caso de agua y el cloruro de sodio ambos compuestos polares, se observó que el >aCl era muy soluble en el agua tal como se predicar(a seg#n el postulado.
2. %resente la escala ascendente de los co,puestos de acuerdo a su constante diel!ctrica Sustancia
Constante iel!ctrica
?enceno 45?utanol !tanol 231 !tanol 01 'gua
4.49 4@ +&s de 4@ por la presencia de agua 09./
$. 89u! relacin tiene la estructura ,olecular con la solubilidad de los co,puestos participantes< La geometr(a de una molécula afecta a sus propiedades f(sicas y qu(micas entre estas su
polaridad, es decir mediante el estudio de la geometr(a moléculas podemos determinar si una molécula es polar o apolar y esto #ltimo determina la solubilidad de una sustancia. Aecordando el postulado que manifiesta que un compuesto polar disuelve a otro polar y an&logamente para compuestos apolares en pocas palabras lo resumir(amos a$ 6Lo semeante disuelve a lo semeante8 Geometria Molecular → Polaridad → Solubilidad
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&. 89u! es la constante diel!ctrica< LaCons t ant edi el éc t r i c a( K)nosdefi neelgr adodepol ar i z ac i ó n el éc t r i c aquet i eneuna d et e r mi n ad as u s t a nc i ac u an doe ss o me t i d aoi n fl ue nc i a dap oru nc a mp oe l é c t r i c oe x t e r n o. Suv a l o rs ee nc u en t r ai n fl ue nc i a dop ord i v e r s o synu me r o s osf a c t o r e s ,c o mop ue des e re l c as od el p es omol e cu l a r ,l age ome t r í amo l e cu l a rol ad i r e cc i ó nq uet omans usen l a ce s.
'. Escriba las estructuras de los solutos sol;entes utili>ados en la
pr7ctica= indicando si es polar o no. Sustancia
Beometr(a +olecular
"olaridad
'gua Sustancia "olar
*4;
Sustancia "olar
!tanol C*5C*45;*
?utanol *C5C*4-5;*
Sustancia "oco "olar
Sustancia 'polar
?enceno C 6 H 6
Cloruro de Sodio
Sustancia "olar
>aCl
'cido ?enzoico
Sustancia 'polar
C3*/5C;;*
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