Propiedades químicas de la materia

Introducción

Para diferenciar las muestras de diferentes tipos de materia se determinan y comparan sus propiedades. Las propiedades químicas son aquellas en que la materia cambia de composición, están relacionadas con la reactividad de las sustancias químicas. Por otro lado las propiedades físicas son observadas o medidas, sin alteración ninguna de su composición o naturaleza química (1). Entre las propiedades físicas se encuentran:

1. El punto de fusión: se define como la temperatura a la cual las fases sólidas y liquidas coexisten a una atmosfera de presión. Se utilizan para determinar la pureza de las sustancias ya que las más puras tienen puntos de fusión más bajos (2). Según el químico Thomas Carnelley la simetría molecular de un compuesto está asociada con un alto punto de fusión. En las moléculas altamente simétricas la fase cristalina está densamente llena de muchas interacciones intermoleculares eficientes que ocasionan un cambio de entalpía de fusión mayor (3). 

2. El punto de ebullición es aquella temperatura a la cual la presión de vapor del líquido iguala a la presión de vapor del medio en el que se encuentra (2). En el caso de los líquidos, la temperatura de ebullición se ve afectada por los cambios en la presión atmosférica debidos a las variaciones en la altura. A medida que un sitio se encuentra más elevado sobre el nivel del mar, la temperatura de ebullición se hace menor En las determinaciones experimentales, cuando la presión exterior no es igual a la normal, se corrige el punto de ebullición para llevarlo a presión normal aplicando métodos como: La Regla de Craft y el Nomograma. El punto de ebullición de un compuesto  depende del peso molecular y de las fuerzas atractivas intermoleculares (4).

3. El índice de refracción es la relación entre la velocidad de la luz en el aire y la velocidad de la luz en la sustancia que se está analizando. La medida de esta propiedad se puede ver afectada por 3 variables: la temperatura, longitud de onda en donde el índice de refracción de un medio transparente disminuye al aumentar la longitud de onda, este efecto se conoce como dispersión normal. La presión, cuando esta aumenta también lo hace el índice de refracción porque esto provoca un aumento en la densidad de la sustancia (5).

Sección Experimental

El procedimiento se tomó del Manual de Lab. Fundamentos de Química Orgánica (QU-211), pagina 43 – 47, experimento 2 Determinación de Propiedades Físicas. La práctica de laboratorio consistió en:

• Determinar el punto de fusión de las siguientes sustancias: antraceno, fenantreno, naftaleno y acido benzoico con el equipo Mel – Temp y Fisher Johns.
• Determinar el punto de ebullición de las siguientes sustancias: agua, propanol, isopropanol, etanol y metanol por medio del método “mini”.

Resultados

Cuadro I. Determinación del punto de Fusión en el Mel – Temp

Cuadro II. Determinación del punto de Fusión en el Fisher Johns

Cuadro III. Determinación del punto de Ebullición

Cuadro IV. Determinación del Índice de Refracción

Cálculos

Para la corrección del Punto de ebullición.

1- Regla de Craft (ecuación 1):

P.EbX = P.Eb760 torr -  (273 + P.Eb 760 torr) * (760 – X)

--------------------------------------------------------

10000

X = presión atmosférica en mmHg.

P.Eb. en °C.

2- Nomograma:

[pic 19]

Para la corrección del índice de Refracción

3- Temperatura de corrección (ecuación 2):

Si es más de 20 oC  = nDTemp + (oC diferencia * 0.00045)

Si es menos de 20 oC  = nDTemp - (oC diferencia * 0.00045)

Observaciones

• Las correcciones que se realizaron para el punto de ebullición fueron únicamente con el nomograma y con la regla de Craft
• Se realizó la corrección para el índice de refracción cuando se mide a una temperatura diferente de 20 oC
• La presión del laboratorio fue de 663.6 mmHg.

Discusión

Los valores obtenidos para el punto de fusión con el equipo Mel Temp y Fisher Johns ordenado de menor a mayor fueron los siguientes:

Para argumentar la explicación sobre la diferencia del punto de fusión en las sustancias es necesario mencionar los factores de los que depende esta propiedad.

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