Determinacion del punto de fusion

DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE FUSIÓN

Objetivo

Determinar el punto de fusión de diferentes sustancias y por medio de esta propiedad física identificar una muestra problema.

Fundamentos

Cada sustancia tiene un conjunto único de propiedades características que permiten reconocerla y distinguirla de otras sustancias.

        Las propiedades de la materia se pueden agrupar en dos categorías las cuales son las físicas y las químicas. Podemos medir las propiedades físicas sin cambiar la identidad ni la composición de la sustancia. Estas propiedades incluyen color, olor, densidad, punto de fusión, punto de ebullición y dureza. Algunas propiedades como la temperatura, el punto de fusión y la densidad no dependen de la cantidad de la muestra que se está examinando. Estas propiedades, llamadas intensivas, son especialmente útiles en química porque muchas de ellas pueden servir para identificar las sustancias (Brown et al, 2004, p. 8).

        Todas las sustancias también exhiben propiedades físicas que pueden observarse sin que haya cambio alguno de composición. El color, densidad, dureza, punto de fusión, punto de ebullición y conductividades térmica y eléctrica son propiedades físicas. En una sustancia, algunas de estas propiedades dependen de las condiciones, como temperatura o presión, en las que se miden.  (Whitten et al, 2015, p. 10).

             Cuando se calientan los sólidos cristalinos, se llega a una temperatura en la que el estado sólido se convierte en líquido, de ahí es donde definimos que se ha producido una fusión. Y esta temperatura es conocida o nombrada como el punto de fusión (Petrucci et al, 2011, p. 545).

        Las propiedades químicas son la capacidad (o incapacidad) de una muestra de materia para experimentar un cambio en su composición bajo ciertas condiciones. En una transformación química o reacción química, es decir, una o más sustancias se convierten en nuevas sustancias al cambiar su composición, la clave para identificar una transformación química es el cambio de composición (Petrucci et al, 2011, p. 4).

            La temperatura de dicha fusión coexiste en equilibrio con su fase sólida y liquida. Durante el proceso de fusión la temperatura se mantiene constante hasta que la sustancia está fundida. El calor de fusión depende de las fuerzas intermoleculares de atracción en el estado sólido. Estas fuerzas “mantienen unidas a las moléculas” en forma de sólido, por ello el calor de fusión suele ser alto en sustancias con punto de fusión elevado (Whitten et al, 2015, p. 469).

Proceso experimental

1. Se elaboraron 5 capilares, con ayuda de la llama  de un mechero y un recipiente de porcelana.
2. Se introdujo dentro de 3 capilares una pequeña cantidad de sustancia conocida (ácido benzoico, ácido acetil salicílico y naftaleno).
3. Se sujetó el capilar en el termómetro cuidando que el bulbo quedara a la altura de la muestra por medio de una liga.
4. Se llenó parciamente el vaso de precipitado (2/3 de la capacidad) con aceite de silicona y se colocó sobre la parrilla de calentamiento.
5. Enseguida se sumergió en el vaso de precipitado con aceite de silicona el termómetro con el capilar y se fijó el termómetro en la pinza sin que tocara las paredes ni el fondo del vaso de precipitado.
6. Se calentó paulatinamente el baño de aceite de silicona y se registró la temperatura a la que ocurrió la fusión.
7. Se repitió el proceso para cada una de las sustancias.

Resultados y discusión

Se presentó un problema en la hora de las determinaciones, pues el aceite de silicona estaba contaminado y esto provoco que no se pudiese llegar al objetivo requerido. Sin embargo; la solución a esto fue el de cambiar el aceite de silicona contaminado por uno no contaminado. Y así fue como se  logró determinar el punto de fusión correctamente de tres sustancias: ácido benzoico, ácido acetilsalicílico y naftaleno.

En la siguiente tabla se encuentran los valores obtenidos en la experimentación así como los valores proporcionados en las hojas de seguridad (MSDS) para tomar los como referencia, en esta tabla se puede observar que los datos de referencia son cercanos a los obtenidos experimentalmente.

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