TEMPERATURA DE EBULLICIÓN Divina Barceló, Angie Pertuz, Dylan Vanegas.

Universidad del Atlántico.Departamento de Ingeniería Química.

Coordinación de Química.Palabras claves: Temperatura de ebullición, metanol, propiedad específica.

Se realizó una práctica orientada al estudio cualitativo de una de las propiedades específicas de algunos materiales, en este caso el punto de ebullición para diferentes muestras conocidas y así determinar experimentalmente el punto de ebullición especialmente del compuesto de metanol (C H3OH ¿ (también conocido como alcohol metílico) por el método capilar, y finalmente comparar los datos teóricos con los datos experimentales registrado en el laboratorio.

Introducción Las moléculas de un compuesto líquido están en continuo movimiento y aquellas moléculas más energéticas que se hallan en la superficie pueden escapar a la fase gaseosa. Si se coloca un compuesto líquido en un recipiente cerrado se escaparán moléculas de la fase líquida a la fase gaseosa y el número de ellas en esta fase aumentará hasta que la velocidad con la cual las moléculas en la fase gaseosa reingresan al líquido sea igual a la velocidad con la cual se escapan. En este momento el sistema se encuentra en equilibrio y la presión en la fase gaseosa debida a las moléculas del compuesto es lo que se llama la presión de vapor del compuesto. Esta presión de vapor depende de la temperatura a la que se halle el compuesto líquido; como se puede observar en la figura 1 para cierto compuesto. A mayor temperatura, mayor energía cinética de las moléculas del compuesto líquido, por lo tanto mayor tendencia a escapar a la fase gaseosa y en consecuencia aumentará la presión de vapor.

Fig.1. Variación de la presión de vapor del agua con la temperatura.

Cuando un compuesto líquido en un recipiente abierto se empieza a calentar paulatinamente va aumentando su presión de vapor hasta que llega un momento en que ésta se hace igual a la presión atmosférica. Cuando esto sucede, el líquido ha alcanzado su punto de ebullición. En el punto de ebullición la presión de vapor contrarresta la presión atmosférica y en el seno del líquido, al no sentirse presión, se forman burbujas permitiendo así que la vaporización ocurra en muchos puntos dentro del líquido. El punto de ebullición de un líquido depende de la presión externa llamándose punto de ebullición normal cuando la presión externa es una atmósfera.

Este laboratorio se hizo con el fin de determinar la temperatura de ebullición de muestras conocidas por el método del capilar, así mismo desarrollar la habilidad y destreza en la determinación de puntos de ebullición y finalmente manipular adecuadamente los implementos necesarios para determinar puntos de ebullición.

Metodología

Para este laboratorio se determinó experimentalmente el punto de ebullición del compuesto C H 3OH , inicialmente se tomó un capilar cerrado adherido a un termómetro mediante un hilo y se sumergió con la parte cerrada hacia arriba en un tubo de ensayo que contenía una pequeña cantidad de la muestra líquida, aproximadamente 2 mL. El tubo de ensayo se calentó en un baño de maría, Con un beaker que contenía un volumen considerado de agua, en un instante de 1 min. Se observó el desprendimiento de burbujas de aire atrapado dentro del capilar.

Cuando el burbujeo se vio constante, en este momento se detuvo el calentamiento y se registró la

temperatura. La temperatura que se leyó en el termómetro corresponde el punto de ebullición aproximado. Finalmente se retiró el mechero Bushen y se dejó que se llenara el capilar.

Resultados y Discusión

Es bien conocido que el conjunto de propiedades que rodean a los materiales permiten caracterizar, identificar y diferenciar un material del otro, Aun así, en una práctica como la que se reporta en este informe se da información acerca de una propiedad muy particular como lo es el punto de ebullición, la cual hace parte dentro del conjunto de propiedades específicas de la materia, partiendo de este análisis en general, cuando se determinó experimentalmente puntos de ebullición de diferentes sustancias covalentes, En este caso se utilizó la sustancia metanol (C H3OH ¿ con un volumen de 2 mL, Al comienzo, se armó el montaje de la práctica cono se muestra en la figura 2.

Fig.2. Esquema del montaje

De igual forma se puso en contacto el termómetro conectado al capilar mediante hilo introduciéndolo en el tubo de ensayo que ya contenía la sustancia ya indicada, en un momento se observó la aparición de burbujas, mientras se observaba el termómetro llegó un momento donde la aparición de burbujas fue

constante e inmediatamente se alejó el mechero. La temperatura registrada se evidencia en la tabla 1.

Tabla 1. Registro de Datos Experimentalmente.

Burbujeo Cte.

Sustancia T (℃ )EbulliciónMetanol (C H3OH ¿

63℃

Capilar Lleno

Metanol (C H3OH ¿

62℃

Al comparar estos resultados con los datos teóricos, el grado de error no es tan grande, tal como se muestra en la tabla 2.

Tabla 2. Datos teóricos del MetanolSustancia T (℃ )Ebullición

Metanol (C H3OH ¿ 65℃

La diferencia de temperatura registrada en la práctica no se alejó lo suficiente del valor real, por lo tanto se halló el punto de ebullición de metanol a condiciones normales en un laboratorio.

Preguntas

1. Consulte sobre los principios fisicoquímicos de la ebullición y del punto de ebullición corregido.

La ebullición ocurre cuando un líquido pasa a vapor en grandes cantidades por eso se nota el burbujeo. Cuando hablamos de propiedades fisicoquímicas hablamos de presión y temperatura.

De allí que las masas de agua se evaporan sin necesidad de ebullición, para lograr un equilibrio entre el agua líquida y el vapor que pueda contener el aire. En la ebullición esa masa de agua líquida tiene todas las condiciones de presión y temperatura para pasar totalmente a vapor. Por eso se da violentamente ese paso, la moléculas se separan unas de otras como en el estado vapor, tienen más energía cinética que el líquido. Cuando no se dan las condiciones necesarias para que una muestra ebulla a una temperatura muy diferente a la que normalmente se debe corregir el punto de ebullición, se estandariza a una atmosfera de presión, si esta cambia el punto de ebullición varia también, cuando esto ocurre se deben corregir los puntos de ebullición.Punto de Ebullición.

Todos los líquidos tienen una presión de vapor cuyo valor depende de la temperatura.

Cuando la presión de vapor de un líquido es tal que iguala a la presión atmosférica, comienzan a formarse burbujas de vapor en el seno del líquido. La temperatura del líquido en este momento es su punto de ebullición.

Si se desea aumentar la temperatura el calor entregado se utiliza para generar vapor y la temperatura del líquido en cuestión no aumentará. Este calor utilizado para evaporar el líquido (la temperatura se mantiene constante) es el calor de vaporización de ese líquido.

2. ¿Cuál será el punto de ebullición a 200 mm Hg de un compuesto según la figura 2? Explique.

El punto de ebullición es aproximadamente 65° C, se debe porque la presión atmosférica y la temperatura influyen en la variación del punto de ebullición. Básicamente en este caso que disminuye la presión y disminuye la temperatura de ebullición.

2. ¿Se pueden comparar directamente los puntos de ebullición medidos en Barranquilla con los puntos de ebullición normales reportados en la literatura?

Si, si se pueden comparar; porque en los resultados obtenidos en la práctica del metanol dio variado y comparándolos con los puntos de ebullición de teóricos. Esto se debe a la presión atmosférica de barranquilla en comparación a la presión del lugar donde se estipule para determinar el punto de ebullición de muestras.

3. A un hidrocarburo desconocido se le midió su punto de ebullición normal y dio 81º C. también se le midió su densidad dando 0,724. Consultando textos o manuales apropiados identifique el hidrocarburo explicando su procedimiento.

Conclusiones

Por medio de la práctica se encontró que hubo una cercanía con respecto al punto de ebullición del metanol con los resultados reales, por lo cual se debió por las condiciones en el lugar de trabajo.

Bibliografía

Petrucci Ralph H. (2011) Química General Principios y aplicaciones modernas, Las propiedades de la materia y su medida, décima edición PEARSON EDUCACIÓN, S. A., Madrid, 2011.

Raymond Chang, R. 2007, Química, novena edición. Mc Graw Hill pág. 1021, 483.