CONSTANTES FISICAS1. Objetivos: Determinar el punto de ebullicin y el punto de fusin con la finalidad de identificar a un compuesto orgnico.2. Introduccin:

3. Resumen:

4. Fundamento terico:

Una especie Qumica es una sustancia formada por molculas iguales (Qumicamente homognea). Cada especie qumica o sustancia pura posee un conjunto de propiedades fsicas y qumicas propias, mediante las cuales puede caracterizarse o identificarse (Criterio de Identidad) o conocer su grado de pureza (Criterio de Pureza).

La identificacin de un compuesto consiste en probar que este es idntico a otro ya conocido y descrito.

La pureza e identidad de un compuesto cualquiera queda establecida cuando estas propiedades fsicas y qumicas son idnticas a las registradas para este compuesto en la literatura qumica.

Estas propiedades tambin nos permiten seguir y controlar los procesos de purificacin (como cristalizacin, destilacin, sublimacin etc.) para determinar su eficacia o indicarnos cuando la muestra est pura y es innecesario continuar su purificacin.

Las propiedades fsicas ms tiles para estos fines son:

Caracteres organolpticos como: color, olor, sabor, etc. Punto de fusin Punto de ebullicin Rotacin especfica. Solubilidad ndice de refraccin Espectros de absorcin, etc.

Estas propiedades toman el nombre de CONSTANTES FISICAS porque son prcticamente invariables caractersticas de la sustancia.

El punto de fusin (para los slidos) y el punto de ebullicin (para los lquidos), son propiedades que pueden ser determinadas con facilidad, rapidez y precisin, siendo las constantes fsicas mas usadas, por lo que constituyen determinaciones rutinarias en el laboratorio de Qumica Orgnica.PUNTO DE FUSION Esta constante puede determinarse introduciendo una diminuta cantidad de sustancia dentro de un pequeo tubo capilar, e introduciendo este junto con un termmetro en un bao, calentando lenta y progresivamente y observando la temperatura a la cual empieza (temperatura inicial) y termina (temperatura final) la fusin. A la diferencia entre ambas (temperatura final temperatura inicial) se le conoce como RANGO DE FUSION.

Desde el punto de vista prctico, el punto de fusin (o el de solidificacin) se define como la temperatura a la que un slido se transforma en lquido a la presin de 1 atmsfera.

La temperatura a la que un slido comienza a fundir debe permanecer constante hasta que todo el slido y el estado lquido de la sustancia estn en equilibrio, una en presencia de la otra.

En la prctica existen 2 dificultades para la determinacin del punto de fusin.

1. Es difcil mantener la temperatura constante, an utilizando pequeas cantidades de muestra. Si medimos la temperatura externamente a la muestra, la temperatura vara muy poco.2. Pueden originarse errores en la determinacin por la sobre calefaccin o por el sub-enfriamiento de la sustancia.

Por ello, en vez de obtener una temperatura constante, habr siempre una pequea diferencia de temperaturas entre el comienzo y el final de la fusin. A este intervalo de temperaturas se le llama tambin punto de fusin.En condiciones de equilibrio (sin sobre enfriamiento) la temperatura laque un slido puro funde es igual a la temperatura en que el compuesto fundido solidificada o congela.En una sustancia pura el cambio de estado es generalmente muy rpido, por lo que el Rango de fusin es pequeo (generalmente menor de 1C) y la temperatura de fusin es caracterstica.El punto de fusin sufre cambios pequeos (casi siempre imperceptibles) por un cambio moderado de la presin atmosfrica; en cambio, se altera notablemente por la presencia de impurezas (para que las impurezas afecten elPunto de fusin, es necesario que estas sean por lo menos algo solubles en el lquido fundido. En la prctica esto ocurre casi siempre).

La presencia de impurezas, por lo general, amplia el rango de fusin, de tal manera que un compuesto impuro funde en un intervalo de temperaturas mayor (varios grados) y lo hace a una temperatura inferior a la del compuesto puro. Por ello la utilizacin de esta constante como criterio de pureza y de identidad.

El descenso en el punto de fusin de una sustancia debido a la presencia de impurezas depende de la proporcin de impurezas presente y de la naturaleza de la sustancia. Puede expresarse en trminos cuantitativos.El descenso del punto de fusin es directamente proporcional a la molalidad de la impureza y a la constante crioscopia de la sustancia.Esto se expresa matemticamente as:

T = KC.M.T = Descenso del Punto de FusinKc = Constante crioscpicaM = Molalidad del soluto

Este es el fundamento de los mtodos crioscpicos (Mtodo de Rast) para la determinacin de pesos moleculares.

PUNTO DE FUSION MIXTODos compuestos diferentes, al estado puro, pueden fundir a temperaturas muy prximas e incluso iguales, pero mezclas de ellas (en cualquier proporcin) nos dar siempre puntos de fusin ms bajos y rangos mayores. Este es el fundamento del Punto de Fusin Mixto, usado cuando se quiera verificar la identidad del producto de una reaccin nueva; ayudar en la identificacin de una sustancia desconocida, o establecer la identidad de 2 muestras de la misma sustancia, aisladas por mtodos diferentes o de orgenes distintos.Consiste en mezclar partes aproximadamente iguales de las sustancias que se supone son idnticas y determinar el P.F. se trata de la misma sustancia, pero si hay un gran descenso de este, los2 compuestos que hemos mezclado no son idnticos.

El P.F. es influenciado por el tamao de los cristales, velocidad de calentamiento, etc., por ello debe cuidarse que estos factores sean siempre uniformes especialmente la velocidad de calentamiento.En muchos casos, la sustancia se descompone en el momento de fundir. Esto debe indicarse al reportar los resultados de la siguiente manera:p.f. = 240C desc.

PUNTO DE EBULLICIONEl punto de ebullicin junto con el ndice de refraccin se emplean como criterio de identidad y pureza de las sustancias liquidas.El punto de ebullicin se define como la temperatura a igual al de la presin externa o atmosfrica. De esta definicin se puede deducir que la temperatura de ebullicin de un lquido vara con la presin atmosfrica.Todo aumento de temperatura que reproduzca en la masa de un lquido, produce un aumento en la energa cintica, de sus molculas y por lo tanto en su PRESION DE VAPOR; la que puede definirse como la tendencia de las molculas a salir de la superficie del lquido y pasar al estado de vapor. Es tendencia a vaporizarse o Presin de Vapor, es tpica de cada liquido y solo depende de la temperatura; al aumentar sta, tambin aumenta la presin deVapor.

El punto de ebullicin normal de una sustanciase define como la temperatura a la cual su P. de Vapor es igual a la presin atmosfrica normal (760 mm. De Hg 1 atmsfera).Tambin puede definirse (el P.E) como la temperatura a la que las fases liquidas y gaseosas de una sustancia estn en equilibrio. Al nivel del mar, la presin atmosfrica es de 760 mm. De Hg y el agua hierve a 100C, pero en muchos lugares de la sierra (a mas de 3000 m.s.n.m) el P.E. del agua es menor de 90C, debido ala menor presin atmosfrica.

Por todo ello, cuando se determina el P.E. de una sustancia, deber anotarsela P. Atmosfrica que hay en ese momento, y luego hacer las correcciones necesarias.Todos los lquidos que no se descompongan antes de alcanzar una presin de vapor de 760 mm Hg., tienen un P.E. caracterstico.En general, el P.E. de una sustancia depende de la masa de sus molculas y de la intensidad de las fuerzas atractivas entre ellas. En una serie homologa dada, los P.E. de cada compuesto aumentarn al aumentar el Peso Molecular.Los lquidos polares tienen mayores P.E., que los nos polares del mismo P. molecular; mientras que los polares y asociados (por enlace de hidrgeno) generalmente tienen P.E., considerablemente mas elevados que los polares no asociados.

5. Materiales de trabajo:

Vaso de precipitado

Glucosa Naftaleno Alcohol Soporte universal Refractmetro de ABBE Mortero Tubo de ensayo

Soporte universal Capilar Cocina elctrica Aguja Termmetro

6. Procedimiento:

a. Determinacin del punto de ebullicin.-

Agregamos el _________ y lo vertimos en un tubo de ensayo Introducimos luego un tubo capilar. En un vaso de precipitado lleno de agua se introduce el tubo de ensayo anteriormente utilizado. Preparamos enseguida el soporte universal poniendo el tubo de ensayo dentro del vaso de precipitado en la base del primeramente mencionado, debajo del vaso de precipitado estaba una cocina elctrica Gradualmente aumentamos la temperatura Enseguida cogemos un termmetro para medir la temperatura de ebullicin.

b. Determinacin del ndice de refraccin.- Se introduce unas gotas de agua y alcohol por separado al refractmetro y se observo ciertos valores tanto como el de Refraccin del agua e ndice de refraccin del alcohol.

c. Determinacin del peso molecular.- Se peso 10 mlg de glucosa y 1 g de naftaleno. Se moli la glucosa y el naftaleno en el mortero. Con una aguja se saco un poco del polvo resultante de la mezcla de glucosa y naftaleno para ponerlo en un capilar. El capilar fue colocado en un tubo de ensayo como el procedimiento anterior se puso en un tubo de ensayo en un vaso de precipitado con agua en un soporte universal y debajo una cocina elctrica Se encendi la cocina elctrica y gradualmente hasta dar un reaccin. Se acompao de un termmetro Luego esperamos a que se funda los solidos mezclados inicialmente.

7. Resultados y discusin de resultados:

a. Determinacin del punto de ebullicin.- Al calentar el vaso de precipitado se observo burbujas al interior del tubo que poco a poco salieron a la superficie. Mientras tanto el capilar se pego al termmetro e indico al temperatura de ebullicin. Temperatura de ebullicin es:30Cb. Determinacin del ndice de refraccin.- El ndice de refraccin del agua es: 1.33El ndice de refraccin del alcohol: 1.3575c. Determinacin del peso molecular.-

Reemplazamos nuestros valores.-

8. Conclusiones:

Se pudo comprender los valores del refraccin del los liquidos por medio del refractmetro. El punto de ebullicin viene hacer la temperatura promedio del estado (liquido a vapor) a condiciones normales de una sustancia, siempre y cuando esta sea impura, ya que al ser una sustancia pura el t cada vez se aproxima a cero siendo T1 = T2 = Tp anlogamente ocurrir para el punto de fusin. La influencia de la presin atmosfrica es importante en nuestra experiencia ya que esta variar la temperatura de ebullicin y fusin.

9. Bibliografa:http://es.wikipedia.org/wiki/Refracci%C3%B3nhttp://www.cienytech.com/tablas/Tabla-indices-refrac.pdfhttp://www.academia.edu/9628123/Practica_1_lag_organica_2_espol http://www.monografias.com/trabajos15/constantes-fisicas/constantes-fisicas.shtml

10. Anexos:

Refractmetro.

Cuestionario:a. Cuales son las propiedades extensivas e intensivas de la materia.

Las propiedades extensivas de la materia

Son aquellas caractersticas que son comunes a todamateriaque se encuentra en toda la naturaleza, dependen de la masa y gozan de la propiedad aditiva, Entre estas tenemos:1)Extensin, es la propiedad por el cual, todos los cuerpos ocupan un lugar en el espacio. Debido a esta propiedad toda materia puede ser medida, y el espacio que ocupa se llama volumen.

Toda materia puede ser medida2)Inercia, es la propiedad por la cual la materia es inerte, es decir no puede cambiar su estado de reposo o movimiento mientras no intervenga una fuerza externa.

3) Impenetrabilidad, mediante esta propiedad se determina que el lugar ocupado por un cuerpo no puede ser ocupado al mismo tiempo por otro,

4) Porosidad, propiedad por el cual todos los cuerpos poseen en el interior de su masa, espacios que se llaman poros o espacios intermoleculares que pueden ser: visibles a simple vista (corcho, esponja, ladrillo, piedra pmez, etc...); invisibles a simple vista (tiza, poros del vidrio, metales (oro, plata, cobre, etc..)

5)Divisibilidad, propiedad por el cual la materia puede ser dividida en partculas cada vez mas pequeas, sin perder sus propiedades. Esta divisin se puede efectuar por:

Procedimientos mecnicos : en partculas Procedimientos fsicos : en molculas Procedimientos Qumicos : en tomos6)Ponderabilidad o Peso, propiedad por el cual todo cuerpo est sujeto a las leyes de la gravitacin, es decir, goza de las propiedades de atraccin mutua con respecto a los otros cuerpos. A esta propiedad se debe el peso de los cuerpos.

7)Indestructibilidad, esta propiedad se basa en el principio de conservacin de la materia que dice: "La materia no se crea ni se destruye, slo se transforma en el transcurso de los fenmenos".

Las propiedades intensivasSon una serie de atributos que permiten diferenciar a las sustancias, no dependen de la masa, ni gozan de la propiedad aditiva; tenemos:1)Color, propiedad de la materia el cual le da una caracterstica particular. As la leche es blanca, el agua incolora, etc..

2)Olor, propiedad de la materia de presentar un aroma caracterstico o ser inodora (sin olor). Al presentar un aroma esta puede ser agradable como el perfume de las flores, o desagradable como el de las cosas podridas.

3)Sabor, propiedad por el cual la materia puede ser: dulce, salada, cida, inspida o amarga. As el chocolate es dulce y el limn amargo.

4)Brillo, propiedad de la materia que se caracteriza de reflejar (brillantez) o absorber (opacidad) la luz. Por ejemplo el espejo.

5)Dureza, propiedad de la materia en que algunos cuerpos ofrecen resistencia a ser rayados por otros. El cuerpo mas duro es el diamante, y entre los blandos estn el talco.

6)Maleabilidad, propiedad por el cual algunos cuerpos se dejan reducir a lminas muy delgadas, tenemos al oro, plata, platino, etc..

7)Ductibilidad, propiedad en que algunos cuerpos se dejan reducir a hilos muy finos, tenemos al oro, plata, plomo, cobre, hierro, platino, etc.

8)Tenacidad, propiedad de la materia por el cual algunos cuerpos ofrecen resistencia a ser rotos por torsin o traccin. El metal mas tenaz es el hierro, el que le sigue es el cobre. Torsin: efecto y accin de torcer Traccin: accin de estirar un cuerpo material para romperla

9)Comprensibilidad, propiedad de los gases que permite reducir su volumen.

10)Tensin superficial, es una propiedad de los lquidos, es la fuerza necesaria para mantener en equilibrio una pelcula de un lquido.

b. Definir:Solubilidad: es una medida de la capacidad de disolverse de una determinada sustancia (soluto) en un determinado medio (solvente). Implcitamente se corresponde con la mxima cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad determinada de solvente a una temperatura fija. Puede expresarse en unidades de concentracin: molaridad, fraccin molar, etc. Viscosidad: es la oposicin de un fluido a las deformaciones tangenciales, es debida a las fuerzas de cohesin moleculares. Todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximacin bastante buena para ciertas aplicaciones. Un fluido que no tiene viscosidad se llamafluido ideal.La viscosidad solo se manifiesta en lquidos en movimiento, se ha definido la viscosidad como la relacin existente entre el esfuerzo cortante y el gradiente de velocidad. Esta viscosidad recibe el nombre deviscosidad absolutaoviscosidad dinmica. Generalmente se representa por la letra griega .Se conoce tambin otra viscosidad, denominadaviscosidad cinemtica, y se representa por. Para calcular la viscosidad cinemtica basta con dividir la viscosidad dinmica por la densidad del fluido. 1

Rotacin ptica: La rotacin ptica o actividad ptica es la rotacin de la polarizacin lineal de la luz cuando viaja a travs de ciertos materiales. Suele ser un fenmeno que ocurre en soluciones que presentan molculas quirales tales como la sacarosa (azcar), slidos con planos cristalinos rotados, tales como el cuarzo, y la polarizacin circular de gases atmicos o moleculares. Se emplea en la industria de elaboracin de azcar para medir en los siropes la concentracin de azcares, en ptica para manipular la polarizacin, en qumica para caracterizar sustancias en solucin acuosa, y en medicina est siendo evaluado en la actualidad como un mtodo de determinacin de la concentracin de azcar en sangre en casos de personas que sufren la diabetes.Refraccin: La refraccin es el cambio de direccin que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separacin de los dos medios y si estos tienen ndices de refraccin distintos. La refraccin se origina en el cambio de velocidad de propagacin de la onda sealada.

Un ejemplo de este fenmeno se ve cuando se sumerge un lpiz en un vaso con agua: el lpiz parece quebrado. Tambin se produce refraccin cuando la luz atraviesa capas de aire a distinta temperatura, de la que depende el ndice de refraccin. Los espejismos son producidos por un caso extremo de refraccin, denominado reflexin total. Aunque el fenmeno de la refraccin se observa frecuentemente en ondas electromagnticas como la luz, el concepto es aplicable a cualquier tipo de onda.

c. Como influye sobre el punto de fusin o ebullicin, la adicin de un soluto a un disolvente solido o liquido.Aumento del punto de ebullicin : La adicin de un soluto no voltil abate la presin de vapor de la solucin, l por lo tanto se requiere una temperatura ms alta para alcanzar una presin de vapor igual a la del disolvente puro, entonces el punto de ebullicin de la solucin es ms alto que la del lquido puro.Influencia de una impureza insoluble:Las impurezas afectan el punto de fusin ya que por lo regular fundira a menor o mayor temperatura, desde luego no hay una influencia en el punto, ms si en el rango de fusin. El rango el que vara, por lo regular un rango alto indica la presencia de impurezas insolubles, este es un criterio de pureza.

d. Grficamente ilustre el comportamiento del ndice de refraccin en una solucin de dos lquidos miscibles (agua-alcohol), a diferentes concentrados.

- Calibrar el equipo con agua bidestilada (QP) hasta conseguir el punto de n = 1.3334 y luego leer las muestras o medio.- En fiolas diferentes preparemos soluciones con concentracin de alcohol: 100%,90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%.- Anotar los respectivos datos en una tabla.

e. Segn la bibliografa, investigue los puntos de fusin, ebullicin y el ndice de refraccin de 5 compuestos orgnicos.

compuesto orgnicopunto de ebullicinpunto de fusinndice de refraccin

hexano121Cmenos 41.61.375 (20 C)

acido acetico118 C16.6 C1.372

Tolueno 110.6 CMenos 95 C1.496

agua100 C0 C1.330

Acetona56 CMenos 95 C1.359