DETERMINACIÓN DE CONSTANTES FÍSICAS

RECONOCIMIENTO DE CONSTANTES FÍSICAS

INTRODUCCION

Una especie química es una sustancia formada por moléculas iguales. Cada especie química o sustancia pura posee un conjunto de propiedades físicas y químicas propias, mediante las cuales puede caracterizarse o identificarse o conocer su grado de pureza. La identificación de un compuesto consiste en probar que este es idéntico a otro ya conocido y descrito. La pureza e identidad de un compuesto cualquiera queda establecida cuando estas propiedades físicas y químicas son idénticas a las registradas para este compuesto en la literatura química. Estas propiedades también nos permiten seguir y controlar los procesos de purificación para determinar su eficacia o indicarnos cuando la muestra está pura y es innecesario continuar su purificación.

Las propiedades físicas más útiles para estos fines son: Caracteres organolépticos, punto de fusión, punto de ebullición, solubilidad. Estas propiedades toman el nombre de constantes físicas porque son prácticamente invariables características de la sustancia.

El punto de fusión (para sólidos) y el punto de ebullición (para líquidos) son propiedades que pueden ser determinadas con facilidad, rapidez y precisión, siendo las constantes físicas más usadas, por lo que constituyen determinaciones rutinarias en el laboratorio de Química Orgánica.

En este capítulo estudiaremos al punto de fusión y al punto de ebullición para sustancias puras y conoceremos los diferentes métodos para su respectiva medida.

OBJETIVOS

• Conocer las diferentes constantes físicas de las sustancias.

• Conocer el manejo, características de los diferentes equipos, instrumentos necesarios para tales fines.

• Conocer las técnicas para la determinación de las constantes físicas.

MARCO TEÓRICO

 PUNTO DE FUSIÓN

El punto de fusión se refiere al cambio del estado sólido al estado líquido de una sustancia. Cambio desde una disposición muy ordenada de partículas en el retículo cristalino al más desordenado que caracteriza a los líquidos. La fusión se produce cuando alcanza una temperatura en la cual la energía térmica de las partículas es suficientemente grande como para vencer las fuerzas intermoleculares que las mantiene en posición.

Esta constante puede determinarse introduciendo una diminuta cantidad de sustancia dentro de un pequeño tubo capilar, e introduciendo este junto con un termómetro en un baño, calentando lenta y progresivamente y observando la temperatura a la cual empieza (temperatura inicial) y termina (temperatura final) la fusión. A la diferencia entre ambas (temperatura final – temperatura inicial) se le conoce como rango de fusión. Al momento de tomar la temperatura inicial es cuando aparece una primera gotita de líquido y final es cuando la masa cristalina termina de fundir.

El punto de fusión de un compuesto puro, en muchos casos se informa como una sola temperatura, ya que el intervalo de fusión puede ser muy pequeño (menos a 1º). En cambio, si hay impurezas, estas provocan que el punto de fusión disminuya y el intervalo de fusión se amplíe. Aprovechando esta característica se emplea el punto de fusión mixto (punto de fusión de una mezcla) para determinar la identidad de un compuesto:

• Si se mezclan dos muestras diferentes de la misma sustancia, el resultado sigue siendo la misma sustancia pura.

• 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.

Existen actualmente muchos tipos de aparatos para determinar el punto de fusión: Tubo de Thiele, Fisher-Johns, Kofler, Buchi, Thomas-Hoover

TUBO DE THIELE

Es el más usado en muchos laboratorios. Consta de un tubo de ensayo con un brazo en forma de U unido al cuerpo de modo que el aceite pueda circular por él. A medida que se calienta el brazo lateral, el calor se distribuye por el aceite por convección y conducción. El brazo lateral permite la circulación del aceite hacia el tubo de ensayo de modo que la calefacción y el proceso de circulación continúan mientras se mantiene el aporte de calor. Se trata de un método eficaz para lograr una calefacción uniforme sin necesidad de introducir un agitador. Cuando se adapte el termómetro a este aparato debe asegurarse que no se cierre la boca del tubo de ensayo, ya que se produciría un aumento sustancial de presión.

APARATO DE THOMAS-HOOVER

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