INFORME DE QUIMICA ORGANICA SUBLIMACION Y PUNTO DE FUSION.

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Debido a que el resultado obtenido de temperatura experimental fue de 126°C, y teniendo en cuenta que el valor teórico del punto de fusión del ácido benzoico es de 122°C, el margen de error es de 4°C, para esto se debe tener en cuenta las condiciones ambientales del lugar, así mismo, la calidad de los instrumentos y los posibles casos de contaminación de la sustancia. Sin embargo, este sigue siendo un resultado bastante óptimo.

Luego de realizar el proceso de sublimación, se observó que, debido al calor proporcionado por el mechero, las vibraciones de las partículas sólidas, vencen las fuerzas de cohesión y escapan como gases al medio ambiente. Así es como el sólido que se encontraba en el beaker, naftaleno contaminado, empezó a convertirse en partículas gaseosas, es decir, se sublimó y al chocar con el vidrio reloj con agua esas partículas regresaron a estado sólido como cristales que se adhirieron a las paredes de este pues encontraron un medio frio, pasaron por sublimación inversa. Esto se debe a que cuando se utiliza la sublimación para purificar solidos hace falta, después de sublimar, que se vuelva a depositar (solidificar sin pasar por liquido) para obtener en este caso naftaleno puro. “la sublimación es un método excelente para la purificación de sustancias relativamente volátiles a una escala que oscila entre los pocos miligramos hasta los 10mg”1. De ahí que el resultado deseado haya sido obtenido.

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1Grupo GIDOLQUIM. Técnicas y operaciones avanzadas en el laboratorio químico (TALQ). Universitat de Barcelona

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Figura 1. Montaje del punto de fusión.

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Figura 2. Montaje de la sublimación.

Cuestionario.

1. Consulte sobre los principios fisicoquímicos de la fusión; isomorfismo; los diferentes equipos y aparatos para la determinación de puntos de fusión (Tubo de Thiele, dispositivo de Thomas-Hoover; de Fisher-Johns, de Mel-Temp, etc.); el calibrado del termómetro y su importancia.

R/. La fusión es un proceso físico que consiste en el cambio de estado de la materia del estado sólido al estado líquido por la acción del calor. Cuando se calienta un sólido, se transfiere calor de los átomos, los cuales vibran con más rapidez a medida que ganan energía. Cuando una sustancia se encuentra a su temperatura de fusión, el calor que se suministra es absorbido por la sustancia durante su transformación, y no produce variación de su temperatura. Este calor adicional se conoce como calor de fusión. Se denomina isomorfismo al fenómeno por el que dos sustancias distintas, por el hecho de presentar la misma estructura, distribución de átomos y dimensiones en sus moléculas, son capaces de formar conjuntamente una sola red cristalina.

Algunos objetos con los que podemos medir el punto de fusión son:

El tubo de thiele, llamado así por el químico alemán Johannes Thiele, es un aparato de laboratorio fabricado en vidrio, diseñado para contener y calentar en un baño de aceite mineral o glicerina. Para determinar el punto de fusión la muestra se encierra en un tubo capilar cerrado, unido a un termómetro con una banda de caucho, que se encuentra inmerso en el tubo. Cuando se inicia el calentamiento, se pueden observar el rango de temperaturas para el cual se funde la muestra. Durante dicho calentamiento, el punto en el que se observa la fusión, mientras la temperatura permanece constante, es el punto de fusión de la muestra.

El dispositivo de Fisher-Johns tiene placas metálicas que se calientan eléctricamente transfiriendo uniformemente el calor de la muestra, colocada entre dos cubreobjetos. El aparato tiene un regulador que permite tener control sobre la velocidad de calentamiento de la muestra. También tiene un lente de aumento y un foco que ilumina el experimento.

El dispositivo de Melt-Temp funciona mediante placas metálicas que calientan eléctricamente la muestra y distribuyen el calor uniformemente. La muestra se coloca en un tubo capilar. Tiene forma similar al aparato de Fisher-Johns.

Para la determinación del punto de fusión es importante tener un termómetro calibrado (el proceso de calibración consiste en encontrar las alturas de la columna de mercurio, correspondientes a dos o más temperaturas conocidas y de esta manera poder establecer la relación) ya que se necesita la mayor precisión posible para no errar en cálculos.

2. ¿Cómo se puede explicar el hecho de que la acetona y el alcohol etílico rebajen el punto de fusión del hielo como también el punto de ebullición del agua mientras que la sal y el azúcar elevan el punto de ebullición y rebajan el punto de fusión?

R/. El punto de ebullición de una mezcla depende los puntos de ebullición de sus componentes y de sus proporciones relativas. En cualquier mezcla de dos líquidos, el punto de ebullición está comprendido entre los puntos de ebullición de los componentes puros; el valor producido siempre será más rico que el componente del punto de ebullición más bajo. Al poseer la acetona y el alcohol etílico un punto de ebullición más bajo que el agua (56.5°C y 78.37°C respectivamente) harán que el agua de la solución se evapore a una temperatura menor de que se evaporaría como sustancia pura.

Cuando la sal o el azúcar se añaden al agua, el punto de ebullición del agua se eleva y el punto de congelación disminuye. Desde un punto de vista molecular, cuando se eleva la temperatura del agua, las moléculas se mueven más rápido, chocan con más frecuencia y liberan más moléculas de gas de vapor. Los iones de que componen la sal y las moléculas solventadas de azúcar toman un poco de espacio, haciendo menos colisiones entre las moléculas de agua, por lo que no libera tantas moléculas de vapor como el agua pura lo haría. Por lo tanto, se requiere más energía (una temperatura más alta) para que el agua empiece a hervir.

Estos cuatro compuestos son capaces de hacer que el punto de fusión del agua sea menor debido a que todas las disoluciones en las que, al enfriarse, el disolvente solidifica, tienen una temperatura de congelación inferior al disolvente puro. Esto en una propiedad coligativa de las sustancias.

3. ¿Qué es temperatura eutéctica?

R/. Es la máxima temperatura a la que puede producirse la mayor cristalización del solvente y del soluto, o también se define como la temperatura más