Guía ´practica 1 lab química

OBJETIVOS

• Determinar el punto de fusión y el punto de ebullición de algunas sustancias orgánicas

• Identificar una sustancia sólida mediante la determinación del punto de fusión

ASPECTOS TEÓRICOS

El punto de fusión normal se define como la temperatura a la cual un sólido coexiste en equilibrio con su líquido bajo una atmósfera de presión. Éste, al igual que el punto de ebullición; es usado en química orgánica no solamente para caracterizar una sustancia, sino para identificar una sustancia desconocida y para determinar si una muestra es pura o no, debido a que una sólido puro funde a una temperatura exacta, y se afecta con la presencia de impurezas. De igual manera, el punto de ebullición de los líquidos puros es constante, por lo tanto ambos puntos constituyen una propiedad física intensiva, ya que permite caracterizar e identificar sólidos y líquidos.

Dos compuestos diferentes tienen puntos de fusión y/o puntos de ebullición diferentes, porque ambos dependen de la fuerza de atracción que existe entre sus moléculas. Hay tres factores principales que afectan la magnitud de la fuerza de atracción intermolecular en los compuestos: 1) Peso Molecular, 2) Enlace Molecular y 3) Estructura Molecular (Forma de las moléculas).

1) En todas las series homólogas orgánicas (alcanos, alquenos, etc.), el punto de ebullición aumenta cuando aumenta la masa molecular. En la Figura 5-1, se observa que los alcanos con número de carbono impar tienen puntos de fusión, ligeramente menor que los alcanos que tienen un solo carbono de diferencia, pero con número de carbonos par. Esto es así, porque cuando un sólido se convierte en líquido, la estructura rígida (cristalina o amorfa) del sólido, debe romperse. Las moléculas simétricas (número de carbono par) pueden formar una estructura más compacta y más estable, que las asimétricas (número de carbono impar); y requieren mayor cantidad de energía para romperla.

2) En general los compuestos con enlaces polares, tienen mayores puntos de ebullición y de fusión que compuestos semejantes apolares (pesos y estructuras moleculares semejantes).

3) Los isómeros (igual peso molecular) lineales, tienen mayores puntos de fusión y de ebullición, que los que tienen ramificaciones; debido a que las ramificaciones reducen la superficie de contacto, lo cual disminuye la fuerza de atracción intermolecular y por tanto el punto de ebullición y de fusión también son menores. Si las ramificaciones hacen las moléculas simétricas, como por ejemplo comparando 2-metilpentano, con 2,3-dimetilbutano. 2-Metilpentano tiene mayor punto de ebullición porque tiene mayor superficie de contacto o menos ramificaciones; pero tiene menor punto de fusión porque es asimétrico, mientras que 2,3-dimetilbutano es simétrico.

En el laboratorio lo que se determina es el intervalo de fusión, que no debe ser mayor de 2oC para el caso de sustancias puras. La determinación del mismo se hace independiente de la presión, ya que ésta no afecta significativamente los resultados. Este

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