EXPERIMENTO N°1: DIFERENCIA ENTRE “SÓLIDOS AMORFO” Y SOLIDO CRISTALINO

1.1 FUSIÓN DE UN “SÓLIDO AMORFO”:

OBJETIVOS:

Mediante un desarrollo experimental determinar la temperatura de fusión de un sólido amorfo, y verificar de esta manera la variabilidad de la misma; para posteriormente corroborar que tanto las propiedades físicas y químicas (en este caso se trata de un caso particular de propiedad física) que presentan frente a los sólidos cristalinos son diferentes.

asimismo se podrá analizar que dicha temperatura en los sólidos amorfos a diferencia de los sólidos cristalinos no es constante, y se buscará una explicación a este fenómeno para lo cual prestaremos nuestra atención a la estructura misma del compuesto y la implicancia que esta tiene en las propiedades antes descritas.

FUNDAMENTO TEÓRICO:

Un sólido amorfo consiste en partículas acomodadas en forma irregular y por ello no tienen el orden que se encuentra en los cristales. Estos sólidos carecen de formas y caras bien definidas. Ejemplos de sólidos amorfos son el vidrio y muchos plásticos. Esta clasificación contrasta con la de sólidos cristalinos, cuyos átomos están dispuestos de manera regular y ordenada formando redes cristalinas.

Gran parte de sólidos amorfos son mezclas de moléculas que no se pueden apilar bien. Casi todos los demás se componen de moléculas grandes y complejas. Entre los sólidos amorfos más conocidos destaca el vidrio.

Un mismo compuesto, según el proceso de solidificación, puede formar una red cristalina o un sólido amorfo. Por ejemplo, según la disposición espacial de las moléculas de sílice (SiO2), se puede obtener una estructura cristalina (el cuarzo) o un sólido amorfo (el vidrio).

MATERIALES:

1 trozo de brea 1 trozo de plástico 1 lamina de lata 1 trípode 1 termómetro

Mechero bunsen

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:- Situar un trozo de brea sobre una lámina de lata que debe estar sobre un trípode.- Calentar suavemente empleando el mechero de bunsen. Observa y anota.- Repita el paso 1 y el paso 2 con un trozo de plástico (termoplástico)

Experimento en donde se fusiona un sólidoamorfo, en este caso el pedazo de brea

CONCLUCIONES

Teniendo en cuenta que la brea y el plástico son considerados solidos amorfos, mediante esta experiencia hemos podido observar que tanto la brea como el plástico se funden a temperatura variableEl trozo de brea en un primer momento se fundió transcurrido un corto tiempo (pero dicho periodo de tiempo varia al exponer a otros experimentos) y la temperatura a la cual se funde cambia. La temperatura de fusión a la cual varia está comprendida aproximadamente entre 60 y 120 ºC.En el caso del termoplástico sucedió algo parecido, este al cabo de cierto tiempo comenzó a fundirse, la temperatura a la cual se fundió también es variable aproximadamente entre 70 y 90 ºc.

Podemos concluir que los sólidos amorfos son inestables con respecto a su temperatura de fusión, es decir no tienes un valor definido.Además como la brea comienza a fundirse a menor temperatura que el plástico podemos decir que las fuerzas intermoleculares que unen las diferentes moléculas que hay en la brea son menores que las que unen las diferentes moléculas del plástico.

1.2 FUSIÓN DE UN “SOLIDO CRISTALINO”:

OBJETIVOS:

Determinar de manera experimental la temperatura a la cual un sólido cristalino en particular se funde y corroborar que dicha propiedad es invariable para ciertas condiciones.

Compara nuestros resultados con los datos obtenidos en el primer experimento de los sólidos amorfos y buscar tanto similitudes como diferencias.

Trataremos de buscar una explicación científica para el resultado obtenido y corroborar las teorías planteadas en los textos científicos.

FUNDAMENTO TEÓRICO:

Un sólido cristalino es aquél que tiene una estructura periódica y ordenada, como consecuencia tienen una forma que no cambia, salvo por la acción de fuerzas externas. Cuando se aumenta la temperatura, los sólidos se funden y cambian al estado líquido. Las moléculas ya no permanecen en posiciones fijas, aunque las interacciones entre ellas siguen siendo suficientemente grande para que el líquido pueda cambiar de forma sin cambiar apreciablemente de volumen, adaptándose al recipiente que lo contiene.Estructura cristalina de los materiales

Los materiales sólidos se pueden clasificar de acuerdo a la regularidad con que los átomos o iones están ordenados uno con respecto al otro. Un material cristalino es aquel en que los átomos se encuentran situados en un arreglo repetitivo o periódico dentro de grandes distancias atómicas; tal como las estructuras solidificadas, los átomos se posicionarán de una manera repetitiva tridimensional en el cual cada átomo está enlazado al átomo vecino más cercano. Todos los metales, muchos cerámicos y algunos polímeros forman estructuras cristalinas bajo condiciones normales de solidificación.

Celda Unitaria.- es el agrupamiento más pequeño de átomos que conserva la geometría de la estructura cristalina, y que al apilarse en unidades repetitivas forma un cristal con dicha estructura.Una celda unitaria se caracteriza por tres vectores que definen las tres direcciones independientes del paralelepípedo. Esto se traduce en siete parámetros de red, que son los módulos, a, b y c, de los tres vectores, y los

ángulos α, β y γ que forman entre sí. Estos tres vectores forman una base del espacio tridimensional, de tal manera que las coordenadas de cada uno de los puntos de la red se pueden obtener a partir de ellos por combinación lineal con los coeficientes enteros.La estructura cristalina de un sólido depende del tipo de enlace atómico, del tamaño de los átomos (o iones), y la carga eléctrica de los iones en su caso.Existen siete sistemas cristalinos los cuales se distinguen entre sí por la longitud de sus aristas de la celda (llamados constantes o parámetros de la celda) y los ángulos entre los bordes de ésta. Estos sistemas son: cúbico, tetragonal, ortorrómbico, romboédrica (o trigonal), hexagonal, monoclínico y triclínico.

MATERIALES:

1 tubo capilar (diámetro 3 mm) 1 frasco con naftalina 1 termómetro 1 liga Mechero bunsen 1 tubo de ensayo 1 pinza Soporte universal

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:- Introduzca en un tubo capilar limpio y seco en el frasco que contiene la muestra de naftalina, hasta una altura de 2 cm aproximadamente- Sujete el tubo capilar a un termómetro mediante una liga, de tal forma que el bulbo de mercurio (del termómetro) este a la altura de la muestra en el capilar.- Coloque el conjunto dentro de un tubo de ensayo que contenga agua y con una pinza fíjelo al soporte universal.- Calentar lentamente por espacio de 5 a 7 minutos controlando que la temperatura del agua este entre 80 a 88 ºc, observe el cambio que experimenta el sólido dentro del capilar y anote la temperatura a la cual ocurre dicho cambio.

CONCLUSIONES: