Propiedades dísicas

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fuerzas intermoleculares, las cuales están dadas por las diferencias de electronegatividad de los átomos participantes en un enlace. Estas fuerzas se clasifican como dipolo inducido, dipolo-dipolo y puentes de hidrogeno. Según este orden ascendente así de fuertes serán las fuerzas intermoleculares aumentando así el punto de fusión de las sustancias que las posean.¹

Cuadro IV. Punto de fusión de las sustancias utilizadas (antraceno, naftaleno, Fenantreno y ácido benzoico) durante el laboratorio en orden creciente, mediante ambas técnicas (Melt-Temp y Fisher Jones).

Sustancia Estructura Melt-Temp

(°C) Fisher-Johns

(°C) Naftaleno 77.1 - 82.6 63 - 80 Fenantreno 98 - 99.3 83 - 98 Ácido

Benzoico 121 - 124.7 104 - 116 Antraceno 212.9 - 217-4 207 - 212

Como se puede observar en el los cuadros I Y IV, los resultados para los puntos de fusión de las diferentes sustancias determinados mediante el Melt-Temp y el Fisher-Johns.

El valor obtenido del antraceno, posee el punto de fusión más alto, esto puede ser causado porque es una sustancia bastante simétrica, debido a que la simetría molecular ordinariamente aumenta el punto de fusión de un compuesto; y la masa molar es de 178.22 por lo que también favorece a que su punto de fusión sea mayor, ya que cuánto más pesada es la molécula, mayor es la energía que necesita para proporcionar a las moléculas el ímpetu suficiente para romper estas fuerzas intermoleculares ³; todo lo mencionado anteriormente también se refleja directamente de la Regla de Carnelley. En el caso del Fenantreno, se cumplen las mismas características, ya que las fuerzas intermoleculares del mismo son un poco fuertes, es una molécula muy simétrica y además su masa molar es de 178.23, muy similar a la del antraceno, por lo cual su punto de fusión es elevado; pero no tanto como el del ácido benzoico, para el cual aplican los mismos aspectos que los dos anteriores, por lo cual es la segunda sustancia con mayor punto de fusión, es importante notar el efecto que tienen los enlaces si hablamos del punto de fusión, el ácido benzoico es la molécula más pequeña pero con mayor punto de fusión ya que cuenta con enlaces conocidos como puentes de hidrogeno, que es la unión de un hidrogeno a un átomo muy electronegativo, en este caso, el oxígeno . En el caso del naftaleno, el cual tuvo el punto de fusión más bajo, ya que sus fuerzas intermoleculares son mucho más débiles que todas las demás sustancias y su masa molar es de 128.17, por lo cual es mucho menos pesado que los mencionados anteriormente.

Los valores experimentales se acercan a los valores teóricos, razón por la cual se puede deducir que los instrumentos utilizados en el laboratorio son bastante precisos y efectivos. Sin embargo, los valores obtenidos con el Melt-Temp muestran mucha más exactitud, que los valores obtenidos con el Fisher-Johns, por lo cual se podría decir que el Melt-Temp es la mejor técnica que se puede emplear para la determinación del punto de fusión.

Por último en el caso del punto de fusión no es necesario realizar una corrección a los datos obtenidos, ya que el mismo no es afectado directamente por la presión, o el cambio de esta.

Parte B: Punto de ebullición:

El punto de ebullición se define como la máxima temperatura a la cual una sustancia puede presentarse en fase líquida a una presión dada, es decir la temperatura a la cual la presión del líquido es igual a la presión de vapor del medio en el que se encuentra. Una vez que el líquido comience a hervir la temperatura permanece constante hasta que todo el líquido se ha convertido en gas.?

Para la determinación del punto de ebullición en este laboratorio, se utiliza el método mini, en el cual el termómetro se coloca a unos centímetros del líquido y no en contacto con el mismo, debido a que el tiempo de ebullición se mide con la presión de vapor, y si éste se colocara dentro del líquido tomaría la temperatura del mismo y no del vapor; de igual forma se emplea un baño de arena para facilitar la distribución del calor, y así poder obtener un calentamiento más efectivo del líquido en el tubo de ensayo.

Cuadro V. Punto de ebullición determinado mediante el método mini de los compuestos utilizados en el laboratorio (propanol, etanol, Isopropanol y agua) en orden creciente.

Nombre Estructura Punto de Ebullición (°C) Etanol 74 Isopropanol 79 Propanol 95 Agua 98 Fuente: Wolfram Mathematica

Todas las sustancias y estructuras del cuadro V, presentan fuerzas intermoleculares muy fuertes, las cuales son los puentes de hidrógeno, sin embargo todas poseen menores puntos de ebullición que el agua, ya que el punto de ebullición aumenta conforme son más fuertes las fuerzas intermoleculares y en la molécula de agua, se puede observar que posee dos puentes de hidrógeno, por lo cual posee el punto de ebullición más alto. Por otro lado, el propanol es el que se acerca más al agua, y es debido a que tiene una mayor masa molar, y a mayor masa molar, mayor va a ser el punto de ebullición del compuesto; finalmente con respecto a la simetría, las moléculas con los menores puntos de ebullición son más simétricas.

Cuando se está trabajando determinando los puntos de ebullición de las sustancias, es necesario realizar la corrección de los cálculos, debido a que la temperatura de ebullición de los líquidos se ve afectada con los cambios de presión, por lo que es importante siempre corregir los datos experimentales, tomando en cuenta la presión a la que se encuentren en ese momento, para poder compararlos con los datos obtenidos en la literatura; para lo cual existen varias formas de hacerlo, dos de ellas son: el nomograma y la Regla de Crafts;? de las cuales el más exacto es la regla de Crafts debido a que es una ecuación en la que se toma en cuenta la temperatura a la que la sustancia hizo ebullición y la presión a la que se encuentra, además se utilizan métodos matemáticos; hay que despejar el resultado, como se ejemplifica en la ecuación 1; por el contrario, el nomograma es más inexacto debido a que al momento de trazar la línea se puede cometer un error y se altera el resultado. (Ver anexo 1).

El punto de ebullición muchas veces se ve afectado por parámetros moleculares, como el grado de ramificación, el cual provoca que disminuya el punto de ebullición, debido a que hace que la molécula sea más compacta y disminuye el área superficial; la masa molar hace que el aumente el punto de ebullición debido a que a mayor es la molécula, más numerosos son