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UNMSM-FQIQ _______ Laboratorio de Química Orgánica
“Año de la diversificación productiva y del fortalecimiento de la educación”
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN MARCOSUniversidad del Perú, decana de América
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICASESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE GENÉTICA Y
BIOTECNOLOGÍA
Segundo informe de Química
Tema: Punto de Fusión y Punto de Ebullición
Horario:Jueves, 12:00pm-14:00pm (G-3)
Docente: Giovanna Dedios Yenque
Curso:
Laboratorio de Química Orgánica (B01010)
Fecha de realización: Jueves 3 de setiembre
Fecha de entrega de informe: Jueves 10 de setiembre
Integrantes:
Nombre Código
Justino Templadera Sandra Susan 15100115
López Salas María Alejandra 15100104
Ojanama Cruz Brenda 15100116
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UNMSM-FQIQ _______ Laboratorio de Química Orgánica
Velasquez Cruz Anny Mabel 15100118
Tabla de contenido
Introducción...........................................................................................3
Resumen................................................................................................4
Principios teóricos..................................................................................5
Detalles experimentales........................................................................8
Calculos experimentales y resultados..................................................14
Discusión de resultados.......................................................................15
Conclusiones........................................................................................16
Recomendaciones................................................................................17
Apendice..............................................................................................18
Bibliografía...........................................................................................21
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UNMSM-FQIQ _______ Laboratorio de Química Orgánica
Introducción
La pureza e identidad de una sustancia orgánica puede quedar
establecida cuando sus constantes físicas (punto de fusión m punto de
ebullición, color, densidad, índice de refracción, etc.) .Por ser fácil
determinación y por ser los más citados, tanto el punto de fusión como
el de ebullición son operaciones de rutina en el laboratorio de Química
Orgánica. Todo disolvente posee una serie de propiedades que son
características. Estas propiedades características sufren variación y esta
variación depende mucho de la pureza de la muestra utilizada. El punto
de fusión de un compuesto solido cristalino es la temperatura a la cual
se encuentran en equilibrio la fase sólida y liquida y generalmente es
formado entre dos temperaturas: la primera es cuando aparece la
primera gotita de líquido y la segunda es cuando la masa cristalina
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termina de fundir. Los compuestos funden dentro de los intervalos + 1
ºC.El punto de ebullición se alcanza cuando la presión de vapor de un
líquido igual a la presión exterior, en general, la atmosférica.
Resumen
En nuestro segundo informe de química orgánica realizaremos
experimentos que nos permitirán conocer a fondo dos conceptos
importantes el punto de fusión y el punto de ebullición.
Primero realizaremos el experimento del punto de fusión en el que
utilizaremos acetanilida. Tomaremos en cuenta la temperatura después
de que se comprimió en una bolita luego seguiremos calentando hasta
que se forme la primera gota de sustancia líquida y anotamos la
temperatura a la que se encuentra, esta será nuestra temperatura
inicial. Haremos lo mismo cuando la muestra esté completamente
líquida y esta será nuestra temperatura final. Y con el segundo
experimento realizado con el etanol que nos servirá para ilustrar el
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punto de ebullición. La primera temperatura que tomaremos en cuenta
en este experimento será cuando comience a burbujear rápido y la
segunda temperatura será cuando se forme la burbuja en el capital
invertido.
Es así que en las siguientes páginas se podrá apreciar un pequeño
marco teórico, todos los detalles experimentales, nuestras conclusiones
y recomendaciones Finalmente se dará respuesta a las preguntas del
cuestionario.
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Principios teóricos
Punto de fusión
Concepto
El punto de fusión es la temperatura de cambio del estado sólido al estado líquido.
Para que esto ocurra es necesario que se rompan las fuerzas intermoleculares que
mantienen cohesionados en una estructura cristalina las moléculas de un compuesto
y por tanto su valor dependerá del balance de las diferentes fuerzas
intermoleculares.
Por ello, dos compuestos diferentes, aunque presenten estructuras similares, tendrán
diferentes puntos de fusión y por tanto una de las utilidades de la determinación del
punto de fusión es la posibilidad de identificar sustancias. Además, la presencia de
impurezas, incluso en pequeñas cantidades, produce una disminución del punto de
fusión, acompañado generalmente de un incremento del intervalo en que funde, por
ello otra de las utilidades de la medida del punto de fusión es como criterio de
pureza de un determinado compuesto.
Fases que presentan el punto de fusión
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Método del tubo capilar
La muestra se encierra en un tubo capilar
cerrado, unido a un termómetro, que se
encuentra inmerso en el tubo. Cuando se
inicia el calentamiento, se pueden observar el
rango de temperaturas para el cual se funde la
muestra. Durante dicho calentamiento, el
punto en el que se observa la fusión, mientras
la temperatura permanece constante, es el
punto de fusión de la muestra.
Punto de ebullición
ConceptoEl punto de ebullición se define como la temperatura en la cual la presión
externa o atmosférica es igualada por la presión del sistema. De esta definición se
puede deducir que la temperatura de ebullición de un líquido varía con la presión
atmosférica.
Todo aumento de temperatura que reproduzca en la masa de un líquido,
produce un aumento en la energía cinética de sus moléculas y por lo tanto, en
su “presión de vapor”.
La tendencia a pasar a la fase vapor, es típica de cada líquido y solo depende de la
temperatura; ya que al aumentar ésta, también aumenta la presión de
Vapor.
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Método de Siwiloboff
Se calienta una muestra en un tubo de ensayo acompañado de un termómetro para
controlar la temperatura, en este caso de ebullición, el cual se sumerge en un baño
caliente, de preferencia un líquido cuyo punto de fusión sea alto (en esta
oportunidad trabajaremos con aceite). Se introduce en el tubo de ensayo un capilar
cerrado, con una burbuja de aire en su parte inferior.
La acetanilida :
La acetanilida es una sustancia química sólida con apariencia de
hojuelas o copos, y un característico olor. También es conocida como
N-fenilacetamida y su punto de fusión es 114°C
Etanol:
El compuesto químico etanol, conocido como “alcohol etílico”, es
un alcohol que se presenta en condiciones normales de presión y
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Figura – Gráfica de presión de vapor versus temperatura
El punto de ebullición normal de una sustanciase se define como la
temperatura a la cual su Presión de Vapor es igual a la presión
atmosférica normal 760 torr o1 atmósfera.
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temperatura como un líquido incoloro e inflamable con un punto de
ebullición de 78,4 °C.
Detalles experimentales
Materiales
SOPORTE UNIVERSAL
LUNA DE RELOJ
VARILLA
TERMOMETRO
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ACEITE
CAPILARES
COCINILLA
LIGA
Reactivos:
Muestra solvente puro(ejemplo benceno , alcohol, etc)
100 ml de aceite comestible
Acetanilida
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Procedimiento
A) Determinación del punto de fusión por el método del tubo capilar
La muestra que emplearemos es acetanilida, la cual se encuentra
en montículos por lo que debemos pulverizar empleando la luna
de reloj y un agitador.
Después con el polvo de acetanilida llenamos el capilar hasta
aproximadamente 4-5mm de altura. Procedemos a amarrar el
capilar al termómetro de modo que el bulbo termométrico y la
sustancia queden a la misma altura.
Sumergimos el sistema en un caso precipitado conteniendo
aceite, evitando que choque a la base, y calentamos con la cocina
eléctrica a baja potencia para que no se produzca
sobrecalentamiento del sistema.
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Observamos, tanto la temperatura de escala termométrica como el
aspecto que presenta la muestra dentro del capilar.
Seguimos calentando hasta
que se forme la primera gota de sustancia líquida y anotamos la
temperatura a la que se encuentra, esta será nuestra temperatura
inicial. Haremos lo mismo cuando la muestra esté completamente
líquida y esta será nuestra temperatura final.
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Podemos ver que después de un
tiempo el polvo de acetanilida su
va comprimiendo y se forma una
bolita.
Transcurrió poco
tiempo desde que se
formó la bolita hasta
que la muestra se
volvió líquida como
vemos en la imagen
Atamos el tubo al
termómetro e
insertamos el capilar
al tubo.
Colocaremos el
termómetro con el tubo
atado al baño de aceite
y comenzamos a
calentar.
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B. Determinación del PUNTO DE EBULLICION
Metodo Semi-Micro de Siwiloboff
En un tubo pequeño, introducción 1ml de etanol. Ponga dentro de este tubo un capilar con su extremo cerrado hacia arriba. Unir el tubo de prueba al termómetro y procure que el líquido y el bulbo termométrico queden a la misma altura.
Todo el conjunto se pone en un baño de aceite y se empieza a calentar suavemente.
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Observamos como
comienza a burbujear en
el tubo anotaremos la
temperatura (T1)
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Observaremos la temperatura como el líquido del tubo. Cuando la temperatura se aproxima al punto de ebullición, empieza a desprenderse burbujas desde el extremo inferior del capilar.
El punto de ebullición del líquido será el momento en que las
burbujas comiencen a desprenderse como una corriente
ininterrumpida .Anote la temperatura en ese momento, retire el
calentamiento inmediatamente.
La temperatura ira descendiendo bruscamente cuando el líquido ingrese bruscamente en el interior del capilar, leer la temperatura ,que debe coincidir con la anteriormente anotada .De esta manera se confirma la Temperatura de Ebullición .
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Al retirar el termómetro
observamos como
ingresa una burbuja al
capital invertido
anotamos la
temperatura T2
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Cálculos experimentales y resultados
TABLA Nº 1 Temperaturas experimentales
Punto de FusiónTemperatura ( ºC)
T experimental promedio
1º(T inicial) 113114,5 ± 1ºC
2º(T final) 116
Punto de Ebullición
Temperatura ( ºC)
T experimental promedio
1º(T inicial) 7273 ± 1ºC
2º(T final) 74
%Error=¿V . teórico−V .medido / x100 %Vteórico
Porcentaje de error para el punto de fusión:
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%Error=¿114−114,5 / x100 %114 ºC
=0.4 %
Porcentaje de error para el punto de ebullición:
%Error=¿78.4 ºC−73 ºC /x 100 %78.4 ºC
=7.4 %
Discusión de resultados
Como protagonistas de la exper iencia anter ior del punto de fus ión reconocemos que la muestra no fue muy bien purificada ya que Δt fue 3ºC aproximadamente y los compuestos puros ocurren en un intervalo de temperatura de 1ºC o menos y con esto deducimos que los compuestos con impurezas funden a temperaturas en un intervalo más amplio
El 7.4% de error en cuanto el punto de ebullición del
etanol suponemos que fue debido a que la temperatura
registrada fue antes del burbujeo continúo.
El 0.4 % de error con respecto al punto de fusión de la
acetanilida suponemos que fue debido a que la
temperatura registrada fue después de la primera gota de
sustancia liquida, además la rapidez en la lectura de las
temperaturas dificultaría la toma exacta de ellas.
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Conclusiones
Es importante conocer el punto de fusión de una sustancia ya que esta característica puede resolver algunos problemas, por ejemplo, el punto de fusión de una sustancia pura es muy específico generalmente solo varía unas cuantas décimas de grado (hablando de °C) por lo que en algunas ocasiones se utiliza para identificar esa sustancia. También nos indica cual es la temperatura a la que se puede usar sin que cambie su estado sólido.
El punto de fusión es una constante física utilizada para establecer criterios de pureza desustancias sólidas, en este caso la acetanilida. El reconocimiento de estas sustancias se llevó acabo empleando el método del tubo capilar donde por medio de observaciones periódicas en la temperatura del tubo se estableció el rango y el intervalo de temperaturas en las cuales la acetanilida analizada pasó de un estado sólido a uno líquido y su rango de temperatura fue de 113°C a 116°C.
Concluimos que al calentar sustancias hay cambios en las composiciones químicas de las mismas. lo que nos deja ver que el traspaso de energía genera transformaciones que son reversibles en algunos casos.
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En la actualidad existen muchos métodos para determinar el punto de fusión de una sustancia, con instrumentos sofisticados d e tecnología avanzada sonde los errores se minimizan considerablemente; pero el método capilar a pesar de no hacer uso de esa tecnología avanzada, es sencillo y ofrece buenos para el cálculo del punto de fusión solo hay que hacerlo bien, es decir, seguir correctamente las indicaciones del método.
Recomendaciones
Como recomendación, para determinar el punto de fusión mediante el método del capilar recuerda que la muestra no debe tener un punto de fusión mayor a la temperatura de ebullición del líquido que se usa como transmisor del calor. Por ejemplo para la experiencia no hubiese conveniente utilizar agua pues el punto de fusión de la muestra es superior a su temperatura de ebullición.
Calentar un poco el baño antes de la aparición debido que al inicio no hay constancia de temperatura.
Estar atentos a los cambios en el tubo y al termómetro para no tiene mayor margen de error.
Atar muy bien el tubo con el termómetro. Tener cuidado al cerrar el capilar ya que este puede causar
variación en la temperatura tomada.
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Lavar bien el tubo de ensayo y enjuagar con agua destilada para eliminar impurezas.
No chocar el termómetro a las paredes del vaso de precipitado.
Apéndice
1. ¿Qué otras propiedades físicas podrían determinar para caracterizar una sustancia? Las propiedades físicas son aquellas propiedades que se
pueden observar y especificar sin hacer referencia a alguna
otra sustancia. Las características físicas de una sustancia son:
Propiedad Descripción
Olor Es aquello que se percibe por las papilas
olfativas de la nariz.
Color Fenómeno físico de la luz o de la visión,
asociado con las diferentes longitudes de onda
en la zona visible del espectro
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electromagnético. Como sensación
experimentada por los seres humanos y
determinados animales, la percepción del color
es un proceso neurofisiológico muy complejo.
Textura Es la capacidad que se determina por medio
del tacto donde se percibe la disposición el
espacio de las partículas de un cuerpo.
Elasticidad Capacidad de los cuerpos para deformarse
cuando se aplica una fuerza y de recuperar su
forma original al quitar la fuerza aplicada.
Dureza Es la resistencia de los metales para ser
láminas.
Maleabilidad Es la propiedad física que presentan algunas
sustancias al conducir electricidad y calor.
Temperatura Es la medida de grado de agitación térmica de
las partículas de un cuerpo.
Solubilidad Es la propiedad que tienen las sustancias de
disolverse
Fragilidad Es la propiedad física de ciertos cuerpos de
romperse sin que se deforme previamente.
Ductilidad Es la propiedad de los metales que se pueden
hacer hilos y alambres
Punto de fusión Se conoce como punto de fusión a
la temperatura en la cual una materia que se
halla en estado sólido pasa a su estado líquido.
Para que se produzca el cambio de estado,
dicha temperatura debe ser constante.
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Punto de
ebullición
Es la temperatura que provoca que la presión
de vapor de un líquido iguale la presión de
vapor del medio en cuestión.
Densidad La densidad es una medida de cuánto material
se encuentra comprimido en un espacio
determinado; es la cantidad de masa por
unidad de volumen.
Estado de
agregación
Son los estados que se encuentran en relación
con las fuerzas de unión de las partículas que
las constituyen; en el universo se encuentran
cuatro estados de agregación que son: sólida,
líquido, gaseoso y plasmático.
2. Explique si mezclas de sustancias diferentes, pero de punto de fusión igual, funden a temperatura igual o diferente a la de las sustancias originales. Si se mezclan dos muestras de sustancias diferentes estas se
impurifican entre sí, por lo cual la mezcla fundirá a una
temperatura más baja y el intervalo de fusión será más amplio.
Muchas sustancias pueden tener el mismo punto de fusión, pero
es muy improbable que mantengan el mismo punto de fusión
cuando se mezclen. Por tanto estás dos sustancias se fundirán a
temperaturas diferentes.
Graficas:
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Para hallar el
punto de
fusión
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Bibliografía
Paula Yurkanis Bruice ,Quimica organica (Capitulo 2 pagina
94)
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Para hallar el
punto de
ebullicion
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De Achurra, M. y rojas, M (a/s). Guía de trabajos prácticos de química.
Barquisimeto Brady, J (1999). Química básica. Méxio. Limusa. Pag. 357
Robert Thornton Morrison, Robert Neilson Boyd. “Química Orgánica”
Quinta edición. Grupo Editorial Ibero América D.F. México
Fuentes de internet
http://ocw.unizar.es/ocw/ciencias-experimentales/tecnicas-basicas-de-
laboratorio-quimico/teoria/Puntofusion_teoria.pdf ( Actualizado el 11 de
setiembre del 2015)
http://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/quimica/1_anio/quimigeral/
PUNTO_DE_FUSION.pdf ( Actualizado el 13 de setiembre del 2015)
Cugua M. Experimentos de Química Orgánica, Lima – Perú 1980
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