UNIVERSIDAD DE NARIÑO FACULTAD DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL PROGRAMA DE INGENIERIA AGROINDISTRIAL LABORATORIO DE QUÍMICA ORGANICA DETERMINACION DEL PUNTO DE FUSION Y EBULLICION DE COMPUESTOS ORGANICOS JANN CARLOS VARGAS MENESES; PAULO ALEJANDRO BEJARANO; SARA PORTILLA RESUMEN La pasada practica consistió en evaluar el punto de fusión de ácido benzoico, como también de una muestra problema que correspondió a urea que se determinó por su comparación con la literatura, además se determinó el punto de ebullición de isopropanol, siguiendo la metodología del trabajo, para cada compuesto se consideraron las propiedades físicas de ellos, debido a que estos datos posteriormente se los uso para corregir la temperatura, teniendo en cuenta la presión atmosférica de san Juan de Pasto, después de lograr obtener los valores experimentales los cuales se corroboraron con los de la literatura, dando como resultado un punto de fusión para el ácido benzoico corregido de -121,78, sustancia problema A (urea) con un punto de fusión de133,71 PALABRAS CLAVE: punto de fusión, punto de ebullición, acido benzoico, urea, isopropanol, presión atmosférica. INTRODUCCION Las propiedades físicas de un compuesto nuevo dan indicaciones valiosas [1], ya que cada compuesto tiene valores característicos y específicos que ayudan a caracterizar un compuesto [2], Algunas propiedades físicas son color, punto de fusión, conductividad eléctrica, dureza, tenacidad y densidad. Un cambio físico ocurre cuando una sustancia altera su forma física, no su composición [3]. Punto de fusión: Es el cambio desde una disposición muy ordenada de partículas en una red cristalina al más desordenado que caracteriza a los líquidos. La fusión se produce cuando se alcanza una temperatura a la cual la energía térmica de las partículas es suficientemente grande como para vencer las fuerzas intermoleculares [1], Un compuesto se puede aceptar como puro si su rango de fusión no es superior a 2°C, este valor puede oscilar dependiendo de las impurezas disueltas en este, según lo estableció la ley de Rault [2]. 𝑻𝑭 = 𝑻𝑶 + 𝟏, 𝟓𝟒 ∗ 𝟏𝟎−𝟒 (𝑻𝑶 − 𝑻𝒂𝒎𝒃𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 )𝑵 𝑻𝑶 = 𝑻𝑭 − 𝑻𝑶 𝟐 TF=temperatura de fusión To= temperatura N=longitud del termómetro Punto de ebullición: Aunque en un líquido las panículas tienen un arreglo menos regular y gozan de mayor libertad de movimiento que en un cristal cada una de ellas es atraída por muchas otras. La ebullición implica la separación de moléculas individual [1], Cuando se calienta un líquido, alcanza eventualmente una temperatura en la cual la presión del vapor es lo bastante grande que se forman burbujas dentro del cuerpo del líquido. Esta temperatura se llama punto ebullición. Una vez que el líquido comience a hervir, la temperatura permanece constante hasta que todo el líquido se ha convertido a gas [4]. El punto de ebullición diferentes a 1 atmósfera debe ser corregido usando la ecuación de Sydney -Young [2]. 𝑨𝑻 = 𝒌(𝟕𝟔𝟎 − 𝑷)(𝟐𝟕𝟑 + 𝑻𝟎 ) AT= corrección que debe hacerse sobre la temperatura observada. To= temperatura observada en °C P= presión atmosférica del sitio de trabajo en mmHG. K=constante que para líquidos asociados toma un valor de 0.0001, y para no asociados de 0,00012 RESULTADOS En el grafico 1 se indica la temperatura a la cual la presión de vapor del isopropanol fue igual a la temperatura atmosférica es decir el punto de ebullición que fue de 78°C, y en el grafico 2, se muestra las temperaturas donde coexisten la fase liquida y la fase solida o más conocido como el punto de fusión de acido benzoico y una sustancia desconocida. Para el punto de fusión Muestra Acido benzoico Propiedades organolépticas Estado Color solido incoloro Muestra uno solido Punto de fusión℃ Practico 116-120 Teórico 121-123 Apariencia 128-130 blanca 132-134 %Error 122 − 118 × 100 = 3.27 122 133 − 129 × 100 = 3.00 133 Para el punto de ebullición Muestra isopropanol Propiedades organolépticas Estado Color liquido incoloro Punto de ebullición ℃ Practico 78 Teórico 82.5 %Error 82.5 − 78 × 100 = 5.45 82.5 Factor de corrección para el punto de fusión parea el ácido benzoico 𝑇𝑓 = 118℃ + 1,54 ∗ 10−4 (118℃ − 20℃) ∗ 𝑁 𝑇𝑓 = 118℃ + 1,54 ∗ 10−4 (118℃ − 20℃) ∗ 251 𝑇𝑓 = 121,78 Factor de corrección para el punto de fusión para la muestra 1 𝑇𝑓 = 118℃ + 1,54 ∗ 10−4 (118℃ − 20℃) ∗ 𝑁 𝑇𝑓 = 129℃ + 1,54 ∗ 10−4 (129℃ − 20℃) ∗ 281 𝑇𝑓 = 133,71 Factor de corrección para el punto de ebullición para isopropanol ∆𝑇 = 𝐾(760 − 𝑃)(273 + 𝑇𝑜) ∆𝑇 = 0.00012(760 − 564,044)(273 + 78℃) [1] ∆𝑇 =82,5366 DISCUSIÓN Teniendo en cuenta los resultados obtenidos observamos que los puntos tanto de ebullición como de fusión no coinciden con los teóricos, esto puede ser causa de algunos errores que se cometieron en el manejo de instrumentos como en el caso del mechero que no hicimos un adecuado calentamiento y fue muy apresurado, de igual manera influyen las condiciones ambientales en las que nos encontrábamos (Pasto),por ejemplo la presión atmosférica, donde se sabe que a mayor presión atmosférica mayor será el punto de ebullición porque se necesita una temperatura más alta , esto se debe porque la presión está relacionada con la cantidad de moléculas de aire, dichas moléculas ejercen una fuerza contra las moléculas del agua por lo que impiden que estas rompan los enlaces que las unen , de este modo impiden que se evaporen y por el contrario donde menor sea la presión atmosférica menor será el punto de ebullición. Esto paso con el isopropanol obtuvims un punto de ebullición de 78℃ en este caso se ve afectada por el cambio de la presión atmosférica de pasto 761 mmHg y la variación en su altura. [2] Del mismo modo ya aclarado que a mayor presión atmosférica mayor punto de ebullición y que los valores ebullición del isopropanol fueron de 78℃ es menor al teórico que es de 82,5℃ teniendo en cuenta que la presión atmosférica de Pasto es un dato teórico, cabe resaltar,que esta temperatura es mayor a la que se toma para medir en condiciones normales, esto se debe al no tener un instrumento de medida para la presión atmosférica en ese instante nos por esta razón dio un resultado diferente al esperado. En cuanto al punto de fusión es importante notar que no es una temperatura exacta, sino que sucede a una intervalo de temperaturas y tanto en el ácido benzoico como en la muestra 1, obtuvimos diferentes a los teóricos, esto puede ser causa de varios factores uno de ellos se da porque las sustancias pueden contener impurezas esto hace de que allá variabilidad en el punto de fusión teniendo en cuenta que según los datos que conseguidos ambas sustancias son puras si la resta de las dos temperaturas es menor a 2℃ , en este caso del ácido benzoico 120℃-116℃=4℃ , a diferencia que la muestra uno si cumple con este aspecto ya que la resta de sus temperaturas 130℃ − 128℃ = 2℃es decir que es una sustancia pura, finalmente en el parte 3 de la práctica, en la cual debíamos deducir mediante la toma del punto de fusión de una sustancia desconocida, deducir que solido es y según las temperaturas obtenidas que fueron de 128℃-130℃ podemos decir que es muy cercana a la de la urea que es de 132℃-134℃. [3] CUESTIONARIO Consultar la siguiente pregunta 1. de una explicación basada en la estructura molecular que justifique las diferencias en los puntos de fusión de los siguientes grupos isómeros. C4H8 C4H10 a) trans-2-buteno -106°c b) cis-2-buteno -139°c a) n-butano -135°c b) Metilpropano -145°c Respuesta Teniendo en cuenta la estructura molecular de los isómeros los alquenos cis presentan un pequeño momento dipolar debido al efecto +I de los grupos R mientras que los isómeros trans no lo presentan ya que los dipolos se contrarrestan y esta diferencia de polaridad hace que el isómero cis tenga un punto de ebullición más alto que el correspondiente isómero trans. Los puntos de fusión sin embargo dependen en parte del empaquetamiento de las moléculas en la red cristalina. Los isómeros cis al tener menor simetría se acomodan peor en la red cristalina y esto hace que tenga un punto de fusión más bajo que los alcanos y que los isómeros trans.Fuente especificada no válida. CONCLUSIONES En esta práctica pudimos observar los puntos de fusión y ebullición de diferentes sustancias, de cómo y qué es lo que se determina a través de ellos. Dado los datos teóricos y la práctica concluimos que no son iguales los valores dado las condiciones del medio, las cuales son la presión, temperatura y los instrumentos utilizados. Al calentar la sustancia cuando llega a su máximo punto de ebullición el espacio intermolecular entre las moléculas disminuye por lo tanto su estado físico se altera. Pasando de líquido a gas. Al calentar la sustancia cuando llega a su máximo punto de fusión el espacio intermolecular entre las moléculas disminuye hasta el punto en el que el sólido pasa a un estado líquido pero sin pasar a un estado gaseoso por lo tanto su estado físico se altera. Referencias [1] corponariño, «CORPORACIÓN AUTÓNOMA REGIONAL DE NARIÑO,» corponariño, 2013. [2] j. e. g, «la presion y sus efectos,» revista eureka. [3] t. e. quimica, «UREA,» TODOLESQUIMICA, p. 3, 2011. [1] R. N. B. Robert Thornton Morrison, «Estructura y propiedades físicas,» de QUÍMICA ORGÁNICA, Boston Massachusetts E.U.A., PEARSON Adiison Wesley, 1959, pp. 26-31. [2] H. INSUASTY, «CDeterminacion del Punto de Ebullicion y Fusion en compuestos Organicos,» Universidad de Nariño-Departamento de Quimica, San Juan de Pasto, 2016. [3] Y. M. Merchán, «Aprendizaje significativo de las propiedades físicas de la materia en alumnos que ingresan a la universidad.,» pp. 33-37, 2013. [4] O. A. Jaramill, «Notas de Físico-Química,» UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO-Centro de Investigación en Energía, pp. 6-8, 2007.
