Determinación De Propiedades Físicas

Determinación de Propiedades Físicas

Resumen

Se determinaron los puntos de fusión donde se obtuvo el punto eutéctico de una mezcla orgánica, los puntos de ebullición por medio de la técnica mini e índice de refracción por medio del refractómetro de diferentes sustancias orgánicas.

En el punto de fusión se mezclaron dos sustancias orgánicas donde la temperatura disminuyó gradualmente hasta el punto eutéctico y luego volvió a aumentar. En el punto de ebullición y en el índice de refracción se midieron los datos individualmente y en aparatos tecnológicos del laboratorio.

Introducción

El punto de Fusión es la temperatura a la cual se encuentra el equilibrio de fases sólida - líquido, es decir la materia pasa de estado sólido a estado líquido, se funde. Cabe destacar que el cambio de fase ocurre a temperatura constante. El punto de fusión es una propiedad intensiva. El punto de fusión de una sustancia es poco afectado por la presión y, por lo tanto, puede ser utilizado para caracterizar compuestos orgánicos y para comprobar su pureza (una sustancia pura es siempre más alto). El cociente de la mezcla que da lugar al punto de fusión posible más bajo se conoce como el punto eutéctico, perteneciente a cada átomo de temperatura de la sustancia a la cual se someta a fusión.3

El punto de ebullición es la temperatura en la cual la presión de vapor del líquido iguala a la presión de vapor del medio en el que se encuentra en otras palabras es la temperatura a la cual la materia cambia del estado líquido al estado gaseoso. El punto de ebullición depende de la masa molecular de la sustancia y del tipo de las fuerzas intermoleculares de esta sustancia. Para ello se debe determinar si la sustancia es covalente polar, covalente no polar, y determinar el tipo de enlaces.2

La presión atmosférica varía con la altitud y la temperatura, por lo tanto el punto de ebullición también varía

No es sencilla la relación entre la presión y la temperatura de ebullición. La ecuación de Clausius-Clapeyron ilustra la relación entre presión y temperatura cuando se sabe el calor de vaporización. 1

ln(P2/P1)= -∆Hvap/R*(1/T2-1/T1)

Donde P es igual a las presiones, ∆Hvap es la entalpía de vaporización y T son las temperaturas.

Otro método para corregir la temperatura de ebullición es la Regla de Crafts:

P.〖Eb.〗_X=P.〖Eb.〗_(760 torr)-(273+P.〖Eb.〗_(760 torr) )x(760-x)/10000

Donde x es la presión atmosférica en mmHg y P.Eb es el punto de ebullición de °C.

El índice de refracción es una medida que determina la reducción de la velocidad de la luz al propagarse por un medio homogéneo.7

Resultados

A continuación se presentan cuadros, gráficos y formulas las cuales son de suma importancia para explicar los fenómenos estudiados.

Cuadro I. Datos de la determinación del punto de ebullición

Nombre y formula Estructura Masa molar Punto de ebullición obtenido (°C) Punto de ebullición corregido (°C) Punto de ebullición reportado (°C)

Butanol

(CH3 (CH2)3OH) 74,12 63-82 82.68 118

Ter-butanol (C4H10O(CH3)3COH) 74.1 64-79 79.68 83

Propanol (CH3CH2CH2OH) 60.1 71-85 85.68 97.2

Isopropanol

((CH3)2 CHOH) 60.10 68-80 80.68 82

Etanol

(CH3CH2OH) 46.07 75-79 79.68 78.3

Metanol

(CH3OH) 32.04 55-60 60.68 64.5

En el cuadro I se puede observar que la mayoría de las sustancias tienen un punto de ebullición muy cercano al real.

En el cuadro I se utilizó la siguiente fórmula para corregir la temperatura de ebullición:

〖P.Eb.〗_x=〖P.Eb.〗_(760 torr)-(((273+〖P.Eb.〗_(760 torr) )*(760-x)))/10000

Cuadro II. Datos del índice de refracción de las sustancias

Nombre y formula Estructura Masa molar Índice de refracción obtenido Índice re refracción reportado

Butanol

(CH3 (CH2)3OH) 74,12 1.3970 1.399

Ter-butanol (C4H10O(CH3)3COH) 74.1 1.3862 1.386

Propanol (CH3CH2CH2OH) 60.1 1.3842 1.3756

Isopropanol

((CH3)2 CHOH) 60.10 1.3765 1.376

Etanol

(CH3CH2OH) 46.07 1.3634 1.361

Metanol

(CH3OH) 32.04 1.3289 1.329

Para el cuadro dos las diferencias del índice de refracción son muy parecidas y si se redondeara serían más exactas las mediciones.

Cuadro III. Datos de punto de fusión en la determinación del punto eutéctico.

Sustancias y formula Estructura Masa molar (g/mol) Punto de fusión obtenido (°C) Punto de fusión reportado (°C)

Ácido benzoico

(C6H5COOH)

(A) 122.1 120-123 122

115-116

109-111

106-109

101-103

Ácido cinámico

(C9H8O2)

(B) 148,16 88-90 133

105-110

106-110

108-112

110-114

111-114

En

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