COMPUESTOS ORGÁNICOS Determinación De Características Físicas

Asignatura: Química Orgánica I Profesor: Jhoannys Ochoa QDe la Rosa Alex; Gómez Jennifer; Pérez Juan; Pugliese Yamid; Robles Adela.

1. RESUMEN.

Esta experiencia esta conformada de cuatro procesos: prueba de ignición, donde se tomo tres muestras sólidas y dos líquidas, estas se acercaron a una flama débil que aumentaba, luego a los residuos que dejaban las muestras se les agregaba fenolftaleína y ácido clorhídrico. Determinación del punto de ebullición, donde se hizo un montaje que consistió en verter la muestra en un tubo de ensayo con un capilar cerrado dentro de este, y el tubo se calentó en un baño de aceite, luego de la aparición de las primeras burbujas se paraba el proceso. Determinación del punto de fusión, que consistió en calentar la muestra hasta que esta se logre fundir; y determinación del punto de congelación, que consistió en sumergir la muestra en hielo y observar la temperatura a la que la muestra cambia a estado sólido.

2. INTRODUCCIÓN.

Uno de los problemas de mayor importancia en la química orgánica es conocer los elementos presentes en los compuestos y algunas propiedades del mismo. Para ello es necesario realizar prácticas en el laboratorio que permitan determinar características que identifican cada sustancia orgánica, tales como la prueba de ignición, que deja en evidencia la presencia de azufre, fósforo, boro, halógenos, oxígeno, nitrógeno y metales; elementos que dan una característica a la naturalidad de la llama presente en la combustión de una sustancia; por su parte el punto de fusión es la temperatura a la cual se produce un cambio de fase del estado sólido al líquido, punto que depende de la simetría de las moléculas del compuesto, ya que entre mas simétrica la sustancia es mas compacta y

el punto de fusión es mas alto; mientras que al proceso inverso se le denomina punto de congelación, teniendo en cuenta que ambos puntos son iguales; finalmente el punto de ebullición es aquella temperatura en la cual la materia cambia de estado líquido a gaseoso, ya que al ser calentadas paulatinamente las sustancias también va aumentando la presión de vapor hasta que llega un momento en la que se hace igual a la presión atmosférica y las moléculas mas energéticas que se encuentran en la superficie escapan a una fase gaseosa.

A continuación se darán a conocer las medidas de las propiedades físicas ya mencionadas de algunos compuestos orgánicos tomadas de manera experimental, teniendo en cuenta que la selección de cada método de identificación dependerá de la naturaleza de la sustancia.

3. RESULTADOS.

Tabla 1. Punto de ebullición del etanol

Muestra de 3mL Etanol (C2H6O)

Temperatura Inicial 32 ºCTiempo en que empieza el burbujeo

30 seg

Tiempo en burbujeo constante

1min 9seg

Tiempo en que dejo de burbujear

5min 43seg

Temperatura de ebullición

80 ºC

Esta tabla indica que la muestra de 3 mL de etanol se encontraba inicialmente a 32°C luego de 30 segundos de estar sometido a calor empieza a burbujear hasta que este burbujeo llega a ser constante pasado 1 minuto con 9 segundos, después de 5 minutos 43 segundos el etanol deja de burbujear y en ese momento se toma la temperatura de este que es la misma temperatura de ebullición y marca 80°C.

Tabla 2. Punto de ebullición del tolueno.

Muestra de 3mL Tolueno (C7H8)

Temperatura Inicial 32ºCTiempo en que empieza el burbujeo

31 seg.

Tiempo en burbujeo constante

1min 56seg

Tiempo en que dejo de burbujear

5min 16seg

Temperatura de ebullición

104 ºC

Esta tabla indica que la muestra de 3 mL de tolueno se encontraba inicialmente a 32°C luego de 31 segundos de estar sometido a calor empieza a burbujear hasta que este burbujeo llega a ser constante pasado 1 minuto con 56 segundos, después de 5 minutos 16 segundos el etanol deja de burbujear y en ese momento se toma la temperatura de este que es la misma temperatura de ebullición y marca 104°C.

Tabla 3. Punto de congelación.Muestra de 2mL Benceno

(C6H6)Temperatura Inicial 32 ºCTiempo de congelación

5min 48seg

Temperatura de congelación

6ºC

Esta tabla indica que la temperatura inicial del benceno es 32°C, luego de sumergirse en hielo demoro 5 minutos 48 segundos para

poder cambiar a estado sólido y la temperatura en este estado fue de 6°C.

Tabla 4. Punto de fusión.Muestra de 3mL Urea CON2H4

Temperatura Inicial

32 ºC

Tiempo de fusión 4min 21segTemperatura en que empieza a fundirse

131ºC

Temperatura en que se fundió totalmente

134ºC

Esta tabla indica que la muestra de 3 mL de urea se encontraba inicialmente a 32°C, pasados 4 minutos 21 segundos de estar sometida a calor la urea empieza a fundirse la temperatura en ese instante fue 131°C, luego cuando se logra fundir completamente esta ha aumentado 3°C más.

Tabla 5. Prueba de ignición (Anexo).

Esta tabla expone cinco muestras, tres sólidas y dos líquidas, dos incoloras, dos de color blanco y una color verde aguamarina; las muestras sólidas se fundieron y quemaron al estar expuestas a la flama y las líquidas se evaporaron. Las muestras líquidas resultaron altamente inflamables y no dejaron residuos mientras que las sólidas fueron menos inflamables, presentaron llamas de color verde, amarillo y azul, y dejaron residuos. Todas las muestras desprendieron gases excepto una, así como solo hubo una que presentó explosividad; cuando se mezclaron los residuos con ácido clorhídrico las muestras sólidas mostraron burbujeo y las líquidas no, cuando se mezclaron con fenolftaleína solo hubo una muestra sólida que se puso incolora.

4. DISCUSIÓN.

El etanol (C2H6O) y Tolueno (C7H8), son compuestos orgánicos que se presentan en estado líquido incoloro. Cuando estos compuestos se calentaron gradualmente, las partículas que componen estas sustancias adquirieron energía y la velocidad entre ellas aumentó mientras que su estabilidad disminuyó ya que las fuerzas de atracción entre ellas eran cada vez menores, en este sentido la presión de vapor de cada compuesto aumentaba hasta igualarse con la presión atmosférica, en este instante el etanol y el tolueno alcanzaron sus respectivos puntos de ebullición (ver tabla 1 y 2) cumpliendo en este sentido los principios fisicoquímicos del punto de ebullición [1]. La diferencia entre los punto de ebullición de cada sustancia se dio, ya que la energía necesaria para cambiar el estado de cada compuesto es diferente debido a que la cantidad de partículas presentes en cada molécula orgánica difiere lo cual también coincide en el numero átomos de carbono presente en cada molécula, para lo cual la temperatura del punto de ebullición del tolueno es mayor que la del etanol porque el número de iones es mayor [2].

En la prueba de ignición a sacarosa hizo combustión y la flama era en su totalidad de color azul, ya que los compuestos con alto contenido de oxigeno presentan llama de esta naturalidad. Por su parte la llama de los compuestos tolueno y tartrato de potasio fue de color amarillo debido a su alto contenido de carbono. Finalmente el acetato de cobre y etanol hicieron combustión y el color de la llama fue verde, descubriendo la presencia de metales, que se confirmo al tomar una muestra del residuo y diluirla en HCl cuya reacción hizo burbujear la disolución [3].

En la experiencia la urea presento un punto de fusión relativamente medio (134ºC) con una variación de 3ºC causada por la presencia de impurezas en el compuesto, esta temperatura de fusión (no elevada) se debe adicionalmente a la falta de mayor simetría de

la red cristalina de la sustancia, es decir, que la fuerza de atracción entre las partículas no es elevada y en este sentido la energía necesaria para desestabilizar las partículas de la urea y cambiar su estado fue poca y por consiguiente la temperatura no aumento mucho. En este sentido se establece que la red cristalina que conforma al benceno es poco simétrica debido a que su punto de congelación fue de 6ºC teniendo en cuenta que el punto de congelación de una sustancia es en esencia el mismo punto de fusión del compuesto [4].

El punto de fusión también está relacionado con el número de átomos de carbono en una sustancia, ya que son directamente proporcionales, es decir si el numero de átomos de carbono en la sustancia es considerado grande, entonces el punto de fusión es mayor comparado con el punto de fusión de otra sustancia que tenga un numero de átomos de carbono menor.

El punto de congelación está estrechamente ligado con el punto de fusión, generalmente esta temperatura es la misma. En el caso del benceno que posee una estructura cíclica (C6H6) la temperatura de congelación es relativamente alta en comparación con sustancias que se conocen, como el agua, esto se debe a la estructura molecular estable y por lo tanto de baja energía.

5. CONCLUSIÓN.

El punto de ebullición del tolueno (104 oC) es mayor que el del etanol (80 oC), porque en su estructura el tolueno presenta mayor numero de carbonos.

Muchos de los compuestos orgánicos tienden a quemarse antes de evaporarse si son expuestos a fuego casi directo, tal es el caso de la sacarosa y el acetato de cobre que al

ser sometida a llama se quemo sin haber alcanzado su punto de ebullición.

En la prueba de ignición la ausencia de cenizas puede hacer pensar en un compuesto formado sólo por C,H,O. como el etanol y el tolueno, y la presencia de estas puede indicar la existencia de metales en su composición como sucedió con el acetato de cobre y tartrato de potasio.

La llama de color verde que se presento en los compuestos etanol, tolueno y acetato de cobre indicaba la presencia de metales en dichos compuestos.

El burbujeo que se presenta en la disolución de HCl y el residuo del compuesto orgánico luego de haber sido expuesto a una llama indica la presencia de metales en este, tal es el caso del tartrato de potasio.

6. BIBLIOGRAFÍA.

[1]http://es.wikipedia.org/wiki/Propiedades_coligativas.

[2]http://www.monografias.com/trabajos44/compuestos-organicos/compuestos-organicos.shtml

[3] Brown T., Le May, E., Bursten, B. 2004. Química la ciencia centra 9ªed. Pearson Education.

[3] http://medusa.unimet.edu.ve/

[4]http://www.quimiweb.com.ar/sitio/2009/4.B-FUERZAS_INTERMOLECULARES.pdf