Actividad 9. Punto de EbulliciÓn

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONALUNEFA – NÚCLEO YARACUY

ACTIVIDAD 9. IDENTIFICACIÓN DE SUSTANCIAS A PARTIR

DE SU TEMPERATURA DE EBULLICIÓN Y SU TEMPERATURA DE FUSIÓN

Objetivos:

Identificar una muestra de sólido desconocido mediante la determinación de su

temperatura de fusión.

Identificar una muestra líquida desconocida mediante la determinación de su temperatura

de ebullición.

Corregir las temperaturas de ebullición de acuerdo con las variaciones en la presión

atmosférica.

Introducción

Cuando hierve el agua, es común observar la formación de grandes burbujas en el

interior del líquido, las cuales poco a poco se elevan a la superficie. En ese momento, cierta

cantidad de líquido que ocupaba un determinado espacio es desplazado para abrir paso a la

burbuja en formación. Es por ello que se observa un aumento del nivel del líquido en el

recipiente. En otras palabras, es la presión ejercida por el vapor dentro de la burbuja la que

empuja hacia arriba la superficie del líquido, contra la presión atmosférica contraria.

Lo antes expuesto ocurre, sólo cuando durante el proceso de calentamiento, la presión

de vapor del líquido se hace igual a la presión atmosférica existente en el lugar. ¿Pero, qué

ocurriría si la presión atmosférica fuera mayor? Y ¿si fuese menor? Después de las

consideraciones anteriores, se define punto de ebullición como la temperatura a la cual la

presión de vapor equivale a la presión atmosférica.

Sobre la base de las consideraciones anteriores, se puede señalar que el

punto de ebullición de una sustancia que hierve depende de la presión

atmosférica: mientras mayor sea la presión atmosférica, más elevada será

la temperatura para obtener una presión de vapor que la equilibre. El

punto de ebullición de un líquido a 1atmosfera (760torr), se conoce punto

de ebullición normal. En el caso del agua, el punto de ebullición normal es

de 100ºC. Los puntos de ebullición presentados en las tablas de referencia

son siempre puntos de ebullición normales, a menos que se indique lo

contrario. (Brady ,1999).

En el caso de los líquidos, la temperatura de ebullición se ve afectada por los cambios

en la presión atmosférica debidos a las variaciones en la altura. A medida que un sitio se

encuentra más elevado sobre el nivel del mar, la temperatura de ebullición se hace menor.

Con el propósito de realizar comparaciones con los valores reportados por la literatura,

se hace necesario corregir la temperatura normal de ebullición en un factor proporcional a la

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diferencia de presiones. Los factores de corrección se muestran en la tabla 2 y dependen de la

polaridad del líquido.

Tabla 1.

Factores de corrección de la temperatura de ebullición por cambios en la presión

Variación en T (∆T) por p = 10 mmHg

Teb normal (°C) Líquidos no polares Líquidos polares

50 0.380 0.320

60 0.392 0.330

70 0.404 0.340

80 0.416 0.350

90 0.428 0.360

100 0.440 0.370

110 0.452 0.380

120 0.464 0.390

130 0.476 0.400

Ejemplo: La temperatura normal de ebullición del agua es de 100 °C. ¿Cuál será el

punto de ebullición del agua en Medellín (P = 640 torr)?

Para Medellín: p = 760 torr – 640 torr = 120 torr = 120 mmHg

Fc = 120 mm Hg x 0.370 °C/10 mm Hg = 4.4 °C

Teb (corregida) = 100 °C – 4.4 °C = 95.6 °C


Teb (laboratorio) – Teb (corregida)

Error =------------------------------------------------- *100% Ecuac. 1

Teb (corregida)

Teb (corregida) = Teb (normal) - Fc Ecuac. 2

Fc = ∆P*∆T / 10 mmHg Ecuac. 3

Fc: factor de corrección.

∆P = Patmosférica - Pciudad Ecuac. 4



Tabla 2.

Temperatura de ebullición de algunas sustancias.

Sustancia Punto de ebullición (ºC)

Etanol 78,45

Alcohol isopropilico 81,85

Acetona 56,25

Agua 100

benceno 80,10

Cloroformo 61,20

Tetracloruro de carbono 76,80

Además del estado líquido, las sustancias también están presentes en la naturaleza en

estado gaseoso y estado sólido. Estos últimos, contrario a lo que se ha expresado respecto a

los líquidos, tienen la propiedad de fundir, es decir, pasar del estado sólido al estado líquido,

ante un aumento de la temperatura.

Para una sustancia, a una temperatura dada, existe una temperatura

característica a la cual el sólido y el líquido pueden coexistir en equilibrio.

Esto se conoce con el nombre de punto de congelación o punto de fusión,

dependiendo de cómo se considere, procediendo de una temperatura alta

o baja. En el punto de fusión (punto de congelación), existe un equilibrio

de velocidades, la velocidad a la cual las partículas abandonan el sólido

para formar parte del líquido es igual a la velocidad a la que las partículas

abandonan el líquido y se unen al sólido. (Brady, 1999).

Tabla 3.

Temperatura de fusión de algunas sustancias.

Sustancia Punto de ebullición (ºC)

Acetanilida 115

Urea 132

Ácido salicílico 158

Ácido oxálico 102

Ácido benzoico 128

Azúcar 184

Naftaleno 80,2




De su Interés

1. ¿Cuál es la presión atmosférica de la ciudad de San Felipe?

2. ¿Cómo afectan las impurezas solubles el punto de ebullición y el punto de

fusión?

3. Investigue qué son sustancias polares y no polares. ¿Qué son los puentes de

hidrógeno? ¿Qué relación tiene la polaridad con el punto de ebullición?

4. Estrictamente hablando, ¿por qué debe ser incorrecto hablar de punto de

ebullición?

5. ¿Dónde se cocinará más rápido un huevo: en Mérida o en San Felipe? Explique

su respuesta.

6. ¿Por qué los alimentos se cocinan más fácilmente en una olla a presión?

Trabajo de Laboratorio

Equipos Reactivos

Tubo Capilar 1-2mm Ø Acetato de parafina

Termómetro (T≤250ºC) Ácido salicílico

Vaso precipitado 100ml Urea

Soporte universal Acetanilida

Rejilla Ácido oxálico

Tapón monohoradado Alcohol etílico

Mechero Acetona

Tubo de goma (manguera)

Tubo de ensayo

Aro metálico

Actividad 1: Determinar la Temperatura de Fusión de una Muestra Problema.

Procedimiento:

Se monta un aparato para la determinación de puntos de fusión.




Cerrar un tubo capilar por un extremo.

Pulverizar finamente la muestra (perfectamente seca), en un mortero y colocarla en un

vidrio de reloj.

Introducir la muestra en el capilar, hasta unos 3 ó 4 mm de altura. Para ello se recoge

con el mismo capilar y se presiona con una espátula. Se invierte el tubo y se golpea

suavemente el extremo cerrado en una superficie endeble, hasta que el polvo se acumule en la

parte baja del capilar.

Otras opciones (no suelen ser necesarias) son ayudarse de un fino hilo de cobre o dejar

caer el capilar a través de un trozo de varilla hueca de unos 70 cm. de longitud.

Introducir el termómetro en un tapón horadado que se ajuste a la boca del Thiele.

Cerciórese que la columna termométrica quede visible.

Agregue acetato de parafina al tubo thiele hasta un nivel justamente por encima del brazo

lateral.

Sujetar el capilar al termómetro con una goma, un corcho o un tirro, en el que se ha

hecho una ranura, teniendo cuidado de que la porción del tubo que contiene la sustancia quede

a la altura del bulbo termométrico (los dos deben tener una longitud aproximadamente igual). El

anillo de goma, el corcho o el tirro debe quedar por encima de la superficie del líquido.


http://www.mysvarela.nom.es/quimica/fotos_aparatos_5/thiele_re.jpg

http://www.mysvarela.nom.es/quimica/fotos_aparatos_5/capilar_re.jpg



Calentar, lentamente, el brazo lateral, para que el calor se propague por convección.

Se observa y se anota el intervalo de la temperatura de fusión, desde el momento en que

la muestra reblandece y se separa de las paredes del capilar hasta que se ha transformado en

un líquido transparente.

Si la sustancia está pura, la temperatura de fusión se observa en un intervalo pequeño de

temperatura (aproximadamente 2ºC). De ser mayor, indica la presencia de impurezas por lo

que el compuesto debe recristalizarse.

Compare los resultados obtenidos con los mostrados en la tabla 3. ¿Cuál es la identidad

de la sustancia?

Procedimiento para Determinar la Temperatura de Ebullición de una Muestra

Problema.

Para realizar la experiencia del punto de ebullición, se utiliza el mismo montaje del punto

de fusión.

En un tubo de ensayo pequeño se introduce la muestra problema, de tal forma que la

porción de muestra sobrepase un poco la altura del bulbo termométrico.

Un vez que la muestra ha sido depositada en el tubo, se introduce dentro de él un capilar

invertido.

El tubo de ensayo se une al termómetro de la misma forma que se hizo en la

determinación de la temperatura de fusión.

Se comienza la calefacción gradualmente (2-3 °C/min.), hasta que del capilar aparezca

un rosario de burbujas, en ese mismo instante se deja de calentar.

En el momento que el líquido comience a entrar por el capilar, se toma la medida de la

temperatura de ebullición

Si lo anterior no sucede en el mismo momento se toman las dos lecturas de temperatura

y el rango será aproximadamente su temperatura de ebullición.

Compare las lecturas obtenidas con las reportadas en la tabla 1. ¿De qué sustancia se

trata?


http://sensei.ieec.uned.es/palo/demos/Q3_0001/e435.htm



Repita la experiencia, pero esta vez con agua a la que se le ha agregado una cierta

cantidad de anticongelante. ¿Qué ocurre con la temperatura del agua? ¿Cuál es la importancia

de agregar anticongelante al agua del radiador de los vehículos?

Referencias

De Achurra, M. y rojas, M. (s/a). Guía de trabajos prácticos de química. Barquisimeto.

Brady, J. (1999). Química básica. México. Limusa.

Determinación de puntos de fusión. Disponible:

http://www.mysvarela.nom.es/quimica/practicas_eso/puntos_de_fusion.htm.

Práctica 6. Temperatura de ebullición. Disponible:

http://docencia.udea.edu.co/cen/tecnicaslabquimico/02practicas/practica06.htm.


http://www.mysvarela.nom.es/quimica/practicas_eso/puntos_de_fusion.htm

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