SUBLIMACIÓN

2. SUBLIMACIÓN
Objetivo: Que el estudiante conozca y practique la técnica de sublimación para
purificar compuestos orgánicos.
Material que el estudiante debe traer:
 Dos tabletas de alcanfor
 Tela de alambre con asbestos
Descripción: Se sublimará alcanfor, para purificar el producto adquirido en el
comercio y se guardará el producto para determinar posteriormente su punto de
fusión.
Definición: La sublimación es un proceso en el cual cristales pasan
directamente al estado gaseoso. Cuando este cambio de fase es seguido por
cristalización del vapor sin que se pase por el estado líquido, este fenómeno se
puede aprovechar como método rápido de purificación.
Fundamento teórico: El proceso de sublimación depende de las diferencias en
las presiones de vapor, pero está limitado a sólidos que presentan una presión
de vapor apreciable cerca de sus puntos de fusión ya que la idea es que el
sólido pase al estado gaseoso antes de fundir.
Para que la sublimación pueda emplearse efectivamente como una técnica de
purificación, se debe cumplir con dos requisitos: (a) el sólido debe tener una
presión de vapor relativamente alta, como se indicó en el párrafo anterior, y (b)
las impurezas deben tener presiones de vapor muy diferentes al material que se
desea purificar, preferiblemente, presiones de vapor considerablemente
menores.
La sublimación generalmente está limitada a sustancias relativamente no
polares que presenten estructuras muy simétricas. En estos casos, las fuerzas
cristalinas son débiles y las presiones de vapor tienden a ser altas, y la facilidad
con la cual una molécula escape al estado gaseoso está determinada por la
fuerza de las atracciones intermoleculares. La fuerza más importante en
compuestos covalentes, es de naturaleza electrostática, y en compuestos con
estructuras simétricas, la distribución de la densidad electrónica también será
simétrica y por lo tanto, tendrá un momento dipolar menor que las estructuras
con menor simetría en donde la densidad electrónica estará mas polarizada.
Las fuerzas de Van der Waals también son importantes aunque no tanto como
las atracciones electrostáticas. Sin embargo, es importante recordar que, en
general, las fuerzas de Van der Waals aumentan al aumentar el peso molecular
y por lo mismo, moléculas grandes, aunque sean simétricas, son menos
susceptibles de ser purificadas por sublimación.
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A continuación se presenta una tabla que muestra las presiones de vapor de
algunos sólidos a la temperatura de sus puntos de fusión1.
COMPUESTO
Presión de Vapor del PUNTO
DE
sólido (mm de Hg)
FUSIÓN (° C)
Perfluorociclohexano
950
59
Hexacloroetano
780
186
Alcanfor
370
179
Yodo
90
114
Antraceno
41
218
Naftaleno
7
80
Ácido benzoico
6
122
4-nitrobenzaldehido
0.009
106
De la tabla anterior, podemos ver que únicamente los dos primeros compuestos
sublimarán antes de fundir, si se trabaja a presión atmosférica (760 mm Hg).
Los otros compuestos sublimarán fácilmente a presión reducida, por lo que
normalmente, al realizar una purificación por sublimación, se utilizan aparatos
que permiten trabajar a presión reducida. Es de hacer notar que la parte más
importante del proceso de sublimación, es la cristalización directa del sólido a
partir de los vapores, por lo que a veces, dependiendo de la sustancia, puede
trabajarse a presión atmosférica. Un proceso común, denominado cuasi
sublimación, consiste en calentar el sólido inicial arriba de su punto de fusión,
para incrementar la velocidad de vaporización, luego un gas inerte (el aire no es
aconsejable, por su contenido de oxígeno) se hace pasar sobre la superficie del
líquido caliente para eliminar el vapor hacia un condensador, donde ocurre la
cristalización directamente a partir del vapor.
La ventaja de la sublimación como método de purificación, es que no utiliza
solvente alguno y por lo tanto, el paso en el cual el solvente es eliminado no es
necesario. La sublimación también elimina material ocluido entre la red
cristalina, como podría ser moléculas de solvatación. Por ejemplo, la cafeína
(sublima a 178° C y funde a 236° C), absorbe gradualmente agua de la
atmósfera para formar un hidrato. Durante la sublimación el agua se pierde y
se obtiene cafeína anhidra. Debe tomarse en cuenta que si hay presente mucho
solvente en la muestra que se va a sublimar, en vez de perderse puede
condensarse en la misma superficie donde se depositarán los cristales del sólido
sublimado y en esa forma, interferirá con la purificación.
1
Tomado de Pavia D et. Al. Organic Laboratory Techniques 2nd. E. New York: Saunders. 1987. Pag.
597
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Cuestionario
1. ¿Qué características deben presentar los compuestos para poder ser
purificados por sublimación?
2. ¿Por qué razón es recomendable llevar a cabo la sublimación de ciertos
compuestos a presión reducida?
3. ¿Qué ventajas y desventajas tiene el método de sublimación?
4. Escriba las fórmulas estructurales de: (a) alcanfor, (b) naftaleno, (c) cafeína,
(d) ácido benzoico.
5. Investigue las propiedades, usos y toxicidad de los compuestos de la
pregunta anterior e inclúyalos en su carpeta de Propiedades físicas y hoja de
riesgos.
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6. Investigue los siguientes tipos de sublimación: (a) sublimación simple, (b)
sublimación al vacío y (c) sublimación utilizando un vehículo (gas) portador
7. Investigue el diseño de otros aparatos, distintos al presentado en este
manual, usados para llevar a cabo la sublimación de compuestos y describa
por lo menos, uno (mejor si incluye un dibujo o diagrama).
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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1. Pese un gramo del material a sublimar2 y colóquelo en un vaso de
precipitados de 250 mL.
2. Arme el aparato que aparece en la Figura No. 4.1. Cuide que el sistema no
presente fugas de agua.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Figura 4.1: Aparato de sublimación
Caliente suavemente el fondo del vaso de precipitados, usando una llama
pequeña.
Suspenda el calentamiento cuando ya no sublime más muestra.
Espere que enfríe el sistema y mientras tanto, tare un papel filtro.
Una vez que el sistema ha enfriado, cierre la llave del agua, levante
cuidadosamente el balón y raspe el material adherido, colocándolo en el
papel filtro que taró.
Pese el material obtenido y calcule el % de rendimiento.
Guarde su producto en un frasquito bien cerrado, para determinar más
adelante su punto de fusión.
Referencias:
 Shriner R. et al.
Identificación Sistemática de Compuestos
Orgánicos. Mexico:Limusa, 1988. 479 pp
 Jacobs T. et al. Laboratory Practice of Organic Chemistry. New York:
MacMillan. 1974. 463 pp.
 Pavia D. et al. Organic Laboratory Techniques. 2nd. Ed. New
York:Saunders College Publishing. 1987. 675 pp
2
El material debe estar pulverizado, preferiblemente.
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