Practica N°1 Determinación de puntos de fusión y ebullición de compuestos orgánicos, Febrero de 2022. Universidad Tecnológica de Pereira – Tecnología Química

Practica N°1 Determinación de puntos de fusión y ebullición de compuestos orgánicos, Febrero de 2022. Universidad Tecnológica de Pereira – Tecnología Química

Determinación de puntos de fusión y ebullición de compuestos orgánicos

Determination of melting and boiling points of organic compounds

Autor 1: Parra-Moncada, María Alejandra; Autor 2: Escobar-Aguirre, Andrea.

Risaralda, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira, Colombia

Correo-e: Alejandra.parra@utp.edu.co y andrea.escobar@utp.edu.co 

Resumen— En esta práctica se ha llevado a cabo una serie de procedimientos cuyo objetivo ha sido determinar los puntos de ebullición y fusión de algunos compuestos orgánicos puros y una muestra desconocida la cual fue el ácido oxálico conocido con la formula C2H2O4. Un papel muy importante en esta práctica son las fuerzas intermoleculares, las cuales son las que determinan según el estado en que se encuentre el compuesto a analizar la temperatura en la que se empieza a ebullir o fusionar. Lo que se espera lograr con esta práctica es lograr interpretar adecuadamente los valores obtenidos tanto del punto de fusión como de ebullición comparandolos con metodos como el fusiometro o en el caso del de la ebullición con los datos teóricos.

Palabras clave - Compuesto orgánico, temperatura, punto de fusión, punto de ebullición, fuerzas intermoleculares.

Abstract— In this practice, a series of procedures have been carried out whose objective has been to determine the boiling and melting points of some pure organic compounds and an unknown sample, which in our case was #2. A very important role in this practice are the intermolecular forces, which are the ones that determine, depending on the state in which the compound to be analyzed is found, the temperature at which it begins to boil or merge. What is expected to be achieved with this practice is to adequately interpret the values ​​obtained from both the melting point and the boiling point, comparing them with methods such as the fusiometer or, in the case of boiling, with the theoretical data.

Key Word — Organic compound, temperature, melting point, boiling point, intermolecular forces.

INTRODUCCIÓN

Todos los compuestos bajo condiciones adecuadas de temperatura y presión pueden existir en el estado sólido. Este estado de la materia se debe principalmente a las fuerzas intermoleculares que mantienen los iones, átomos, o moléculas en una red cristalina y a la manera como estas se organizan en el espacio. [2] La magnitud y naturaleza de las fuerzas inter y/o intra partículas determinan la diferencia en los puntos de fusión de los compuestos sólidos. Cuando el calor transferido al sólido es suficiente para lograr que las vibraciones sobrepasen las fuerzas intermoleculares dentro del cristal (t0-t1), se inicia la fusión; la energía adicionada a partir de este momento es absorbida y empleada en la separación de las moléculas del cristal pero la temperatura no aumenta (t1); finalmente, al fundirse completamente el sólido la temperatura se incrementa de nuevo (t2); El número de calorías necesarias para que una mol de un sólido funda se conoce como calor molar de fusión (ΔHf) de esa sustancia. Tanto el punto de fusión como el ΔHf son constantes características de cada compuesto y dependen de la estabilidad del cristal. El punto de fusión (o de solidificación) de una sustancia se define como la temperatura en la cual la fase sólida y líquida coexisten en equilibrio a la presión atmosférica reinante. [2]

La pureza de un sólido cristalino, puede ser determinada mediante su punto de fusión, si la diferencia de temperatura entre el momento en el cual la muestra inicia su fusión y el instante en que termina (intervalo de punto fusión) es mayor a 5 °C se considera que la sustancia esta impura; al contrario, si el intervalo se encuentra entre 0.5 y 2 °C se estima que el compuesto está muy puro. Sin embargo, se pueden presentar algunas excepciones, por ejemplo, diferencias de 2 – 3 °C pueden ser el resultado de variaciones en la técnica, diferencias en la precisión del termómetro o muy probablemente el calentamiento no fue homogéneo. [7]

Así mismo, cualquier líquido que se introduzca en un espacio vacío y cerrado se evapora hasta cuando sus vapores alcanzan una presión definida que depende de la temperatura y de la presión externa. La presión ejercida por el vapor en equilibrio con el líquido se conoce como presión de vapor del líquido a determinada temperatura. Cuando la temperatura de un líquido se eleva hasta el punto en que su presión de vapor iguala y empieza a exceder la presión atmosférica reinante, el líquido comienza a ebullir. [2]

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Determinación del punto de fusión

Se ha determinado el punto de fusión empleando un tubo de Thiele. Para este procedimiento se ha empleado dos sustancias, el Naftaleno y la muestra desconocida, en este caso nos asignaron la #2.

Los sólidos anteriores debieron haber sido triturados con la ayuda de un mortero. Una vez iniciado el calentamiento a los pocos minutos se observa como las vibraciones de calor sobrepasan las fuerzas intermoleculares dentro del cristal, y de esta manera el sólido inicia su fusión.

La determinación del punto de fusión de estos dos compuestos orgánicos se realizó con ayuda de un termómetro junto al capilar en el que se depositó la muestra (dentro del tubo de Thiele) y con otro termómetro que cumple el papel de auxiliar. Estos tenían como función indicarnos los °C de la t1 (momento en el cual la muestra indica su cambio) y t2 (cuando la muestra está fundida del todo). Con los anteriores datos más adelante los debíamos comparar con los resultados que nos daría el fusiómetro y de esa manera comprobaríamos si concordaban al punto de fusión más acertado.

Los datos anotados en cuanto al punto de fusión del Naftaleno fueron:

Tabla 1. Tabla de t1 y t2 - Naftaleno

El momento en el que observamos que el Naftaleno se fundió del todo fue a los 90°C. Se presenta un % de error mayor a 5 % por lo tanto una explicación a esto muy posiblemente es debido a que el calentamiento no fue homogéneo, factor que finalmente nos afectó en todos los resultados de la determinación de los puntos de fusión y ebullición. [5]

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