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Punto de Fusin y Punto de
INTRODUCCINLa pureza e identidad de una sustancia orgnica puede
quedar establecida cuando sus constantes fsicas (punto de fusin,
punto de ebullicin, color, densidad, ndice de refraccin, rotacin
ptica, etc.), corresponden con las indicadas en la literatura. Por
ser de fcil determinacin y por ser los ms citados, tanto el punto
de fusin como el de ebullicin son operaciones de rutina en los
laboratorios de Qumica Orgnica. Todo disolvente posee una serie de
propiedades que son caractersticas. Estas propiedades
caractersticas sufren una variacin y esta variacin depende mucho de
la pureza de la muestra utilizada . El punto de fusin de un
compuesto slido cristalino es la temperatura a la cual se
encuentran en equilibrio la fase slida y la fase lquida y
generalmente es informado dando el intervalo entre dos
temperaturas: la primera es cuando aparece la primera gotita de
lquido y la segunda es cuando la masa cristalina termina de fundir.
Los compuestos funden dentro de los intervalos + 1C.(*)
El punto de ebullicin se alcanza cuando la presin de vapor de un
lquido iguala a la presin exterior, en general, la atmosfrica.
(*) http://www.science/A
modifiedmicroboildingpointtechnique.html(21/set./09)
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REVISION TERICACLASIFICACIN DE LAS SUSTANCIAS: Las sustancias se
pueden clasificar segn diferentes criterios. Algunos son: Naturales
y artificiales. Las naturales son las que existen en la naturaleza.
Las artificiales son aquellas que se forman a partir de las
sustancias naturales mediante procesos qumicos. Homogneas y
heterogneas. Si cuando observamos una sustancia vemos que est
formada por varias sustancias decimos que esa es heterognea. Por el
contrario si no percibimos mezcla decimos que es una sustancia
homognea. Pura y mezclas. La materia que contiene una sola
sustancia decimos que es una sustancia pura. Por el contrario si
est formada por ms de una sustancia decimos que es una mezcla.
Slidos, lquidos y gaseoso. Es la clasificacin ms conocida, est
realizada segn el estado en que se encuentre la materia. En esta
clasificacin nos vamos a centrar y con la que vamos a trabajar.
PROPIEDADES DE LOS SLIDOS LQUIDOS Y GASES: Los slidos lquidos y
gases tienen propiedades, algunas de ellas son: Slidos: Tienen
forma propia y, algunos, regular. Prcticamente no se comprimen, por
lo cual su volumen es constante. Su densidad es bastante prxima a
la de los lquidos. No fluyen. UNMSM Semestre 2009-II 2
Laboratorio de Orgnica A-I Ebullicin Lquidos:
Punto de Fusin y Punto de
Adoptan la forma del recipiente que los contiene. Se comprimen
con dificultad, por lo que su volumen es prcticamente constante.
Son ms densos que los gases. Pueden fluir. Gases: No tienen forma
propia. Se comprimen con facilidad y se expanden llenando el
volumen del recipiente que los contiene. Sus densidades son muy
bajas comparadas con las de los lquidos y slidos. Pueden fluir.
Ejercen fuerzas sobre todas las paredes del recipiente que los
contiene. CAMBIOS DE ESTADO: Llamamos cambios de estado a las
transformaciones que sufre las sustancias. Existen varios tipos,
unos suceden cuando aumenta la temperatura y otros cuando
disminuye: Cuando aumenta la temperatura: De slido a lquido: fusin.
De lquido a gas: evaporacin. De slido a gas: sublimacin.
Cuando disminuye la temperatura: De gas a lquido: Condensacin.
De lquido a slido: Solidificacin. De gas a slido: Sublimacin.
PUNTO DE FUSIN: El punto de fusin es la temperatura a la cual el
estado slido y el estado lquido de una sustancia, coexisten en
equilibrio trmico, a una presin de una atmsfera.
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Al efecto de fundir un metal se le llama fusin (no confundir con
el punto de fusin). Tambin se suele denominar fusin al efecto de
licuar o derretir una sustancia slida, congelada o pastosa, en
lquida. PUNTO DE EBULLICIN Temperatura a la que la presin de vapor
de un lquido se iguala a la presin atmosfrica existente sobre dicho
lquido. A temperaturas inferiores al punto de ebullicin, la
evaporacin tiene lugar nicamente en la superficie del lquido.
Durante la ebullicin se forma vapor en el interior del lquido, que
sale a la superficie en forma de burbujas, con el caracterstico
hervor tumultuoso de la ebullicin. Cuando el lquido es una
sustancia simple o una mezcla azeotrpica , contina hirviendo
mientras se le aporte calor, sin aumentar la temperatura; esto
quiere decir que la ebullicin se produce a una temperatura y presin
constantes con independencia de la cantidad de calor aplicada al
lquido.()
Cuando se aumenta la presin sobre un lquido, el punto de
ebullicin aumenta. El agua, sometida a una presin de 1 atmsfera
(101.325 pascales), hierve a 100 C, pero a una presin de 217
atmsferas el punto de ebullicin alcanza su valor mximo, 374 C. Por
encima de esta temperatura, (la temperatura crtica del agua) el
agua en estado lquido es idntica al vapor saturado. Al reducir la
presin sobre un lquido, baja el valor del punto de ebullicin. A
mayores alturas, donde la presin es menor, el agua hierve por
debajo de 100 C. Si la presin sobre una muestra de agua desciende a
6 pascales, la ebullicin tendr lugar a 0 C. Los puntos de ebullicin
se dan dentro de un amplio margen de temperaturas. El punto de
ebullicin ms bajo es el del helio, -268,9 C; el ms alto es
probablemente el del volframio, unos 5.900 C. Los puntos de
ebullicin correspondientes a los distintos elementos y compuestos
que se citan en sus respectivos artculos, se refieren a la presin
atmosfrica normal, a no ser que se especifique otra distinta.
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()
Lydia Galagovsky, Laboratorio de qumica orgnica, 5 edicin,
Editorial universitaria de buenos aires, Pg. 19-34
DETALLES EXPERIMENTALES1. MATERIALES Y REACTIVOS MATERIALES 2
capilares de medida de punto de fusin y ebullicin. 1 capilar
delgado Termmetro de -10 a 200C Vaso de 50 mL. Soporte universal 30
cm de pabilo Rejilla de asbesto Cocina elctrica Agitador Sabatier
Cadalso REACTIVOS Solvente puro: Por ejemplo benceno o un alcohol,
etc. 100 mL de aceite comestible Determinacin del punto de fusin:
Muestra Solida O Determinacin del punto de Ebullicin: Muestra
liquida z.
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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
A. DETERMINAR EL PUNTO DE FUSION: METODO DEL TUBO CAPILAR.
Esquema experimental: 1. Cogemos una pequea cantidad de la muestra
O y llenamos la parte inferior del tubo capilar con ella (debi
estar finamente pulverizada y seca). La columna de sustancia dentro
del capilar debe tener 2-3 mm.
2. Adosamos el capilar al termmetro de manera que el bulbo
termomtrico y la muestra queden a la misma altura.
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3. En la cocinilla poner el vaso con (*) aceite y calentar . 4.
Sumergimos este sistema (capilar + termmetro) en el vaso
precipitado pequeo que contiene aceite, este debe quedar a la mitad
del vaso, para as homogenizar la temperatura, y calentar este,
moviendo suavemente con el agitador Savatier, para que el
calentamiento sea uniforme. Observar, tanto la temperatura a escala
termomtrica como el aspecto que presenta la muestra dentro del
capilar. Anotamos la temperatura a la que aparece la primera gota
de sustancia liquida (temperatura final).
Se realizar rpidamente (se sacrificara la primera toma de datos,
pues no se dispone de tiempo suficiente, para el calentamiento
correcto, por eso, forzaremos el sistema, calentando rpidamente, en
nuestra prctica), lo ideal sera hacerlo lentamente; para as evitar
errores en la toma de datos pero eso no es posible por falta de
tiempo.(*)
Determinacin del Punto de Fusin
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Punto de Fusin y Punto de
5. Anotamos la temperatura en la que aparece la primera gota de
sustancia y tambin cuando toda la sustancia este lquida. 6.
Repetimos la experiencia para tener 2 lecturas de temperatura.
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Laboratorio de Orgnica A-I Ebullicin B.
Punto de Fusin y Punto de DE EBULLICION: METODO
DETERMINACION DEL PUNTO DESEMIMICRO DE SEWLOBOFF. Esquema
experimental:
1. Llenamos un poco el capilar con la muestra liquida problema
(z). 2. Ponemos un tubo capilar ms pequeo con el extremo cerrado
hacia arriba. 3. Unimos el tubo de prueba al termmetro usando una
goma y procurando que el lquido y el bulbo termomtrico queden a la
misma altura. 4. Introducimos el sistema en un vaso de precipitado
con aceite y calentamos de manera similar que la parte A de fusin.
5. La temperatura de ebullicin se tomar cuando las burbujas
empiecen a desprenderse rpidamente en el capilar de manera
constante o a chorro. 6. Anotamos la temperatura en ese
momento.
7. Para verificar esta temperatura se har una segunda lectura
retirando el sistema del vaso y esperando que la muestra lquida
regrese bruscamente al tubo capilar nuevamente. 8. Repetimos la
experiencia para tener 2 juegos de temperaturas.
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Punto de Fusin y Punto de
Determinacin del Punto de Ebullicin
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TABULACION DE DATOS Y RESULTADOS EXPERIMENTALES
TABLA N1: Temperaturas Experimentales.
Punto de Fusin 1 2 Punto de Ebullicin 1 2
Temperatura (C)
T experimental promedio
118 120Temperatura (C)
119 1C 83 1C
82 84
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Punto de Fusin y Punto de
ANLISIS Y DISCUSIN DE RESULTADOS El punto de fusin obtenido en
laboratorio para la muestra O fue en promedio 119 1 C. Por el
desconocimiento de la sustancia no podemos determinar si es que
hubo error o exactitud en este resultado pero recordemos que este
dependa mucho de la experiencia anterior donde nuestro objetivo fue
purificar la muestra. Como protagonistas de la experiencia anterior
reconocemos que la muestra no fue muy bien purificada y con esto
podemos deducir que el resultado obtenido del punto de ebullicin no
es exacto porque nuestra muestra aun contiene impurezas, por lo
tanto, este valor debe estar debajo de su punto de fusin real pero
no sabemos qu tan inferior es. A dems sumemos a todo esto los
errores cometidos al momento de registrar las temperaturas inicial
y final. Con respecto a la temperatura de ebullicin el valor
obtenido para el lquido 7 fue de 83 1C. Como la muestra es
desconocida, no podemos determinar el porcentaje de error. Si
hubiese un significativo porcentaje de error las razones de sta
seran los errores experimentales cometidos por el observador tanto
del que mir el burbujeo como del que observ el termmetro. Como
errores pudo ocurrir lo siguiente: 1.- Que la temperatura haya sido
registrada antes del burbujeo continuo, si fuese el caso la
temperatura obtenida sera inferior al punto de ebullicin real. 2.-
Que temperatura haya sido registrada despus de haber observado un
prolongado burbujeo continuo; si fuese el caso la temperatura
obtenida sera superior en valor al punto de ebullicin real. 3.- La
rapidez en la lectura de las temperaturas dificultara la toma
exacta de ellas, es por ello que el experimento se realizo 2 veces
con el fin de obtener un valor ms preciso.
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CONCLUSIONES En definitiva el punto de fusin es una propiedad
fsica que con frecuencia se utiliza para identificar a una
sustancia pues la presin no altera de manera significativa el valor
obtenido. En la actualidad existen muchos mtodos para determinar el
punto de fusin de una sustancia, con instrumentos sofisticados de
tecnologa avanzada donde los errores se minimizan
considerablemente; pero el mtodo del capilar a pesar de no hacer
uso de esa tecnologa avanzada, es sencillo y ofrece buenos
resultados para el clculo del punto de fusin. Solo hay que hacerlo
bien, es decir, seguir correctamente las indicaciones del mtodo.
Sabemos que es posible calcular el punto de ebullicin de un lquido
pero no se utiliza con frecuencia para identificar una sustancia
pues esta propiedad es dependiente de la presin. Para identificar
al lquido mediante su temperatura de ebullicin ser necesario
conocer y controlar la presin. La exactitud de nuestros resultados
depende de la correcta
aplicacin del mtodo, para el punto de ebullicin este valor debe
ser muy aproximado al real pues trabajamos con un lquido puro, para
este caso las impurezas no justifican las inexactitudes como lo era
para el caso del punto de fusin.
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RECOMENDACIONES Como recomendacin, para determinar el punto de
fusin mediante el mtodo del capilar recuerda que la muestra no debe
tener un punto de fusin mayor a la temperatura de ebullicin del
lquido que se usa como medio transmisor del calor. Por ejemplo para
la experiencia no hubiese sido conveniente utilizar agua pues el
punto de fusin de la muestra es superior a su temperatura de
ebullicin. Se aconseja realizar la experiencia varias veces con el
fin de obtener mejores valores de temperatura y promediarlas
Debemos tener presente que los resultados van a depender mucho de
la observacin y por lo tanto es necesario desarrollar nuestra
agudeza visual. Es recomendable repetir mas de dos veces el proceso
para obtener un promedio de los resultados si es que estos son
aproximados o quizs desechar algunos que no se aproximan a la
mayora de datos, de esta manera minimizamos los errores. Acabada la
experiencia lavar todos los materiales y guardarlos en las
gavetas.
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Punto de Fusin y Punto de
BIBLIOGRAFADOMINGUEZ, XORGE .
EXPERIMENTOS EN QUIMICA EDICION , 1992 EDITORIAL MXICO PG.
35-40.BREWSTER , RAY Q .
ORGANICA
CURSO PRACTICO DE QUIMICA ORGANICA EDITORIAL, MXICO PG.
4-15.
LYDIA GALAGOVSKY , LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA , 5 EDICIN,
EDITORIAL UNIVERSITARIA DE BUENOS AIRES, PG. 19-34, 59-61, 69,
79-80. JORGE LLANSANA, QUMICA ORGANICA FUNDAMENTAL 2A EDICION, 1998
THEMA EQUIPO EDITORIAL, MXICO PG. 914-915 HENRY RAKOFF NORMAN C.
ROSE QUMICA ORGANICA FUNDAMENTAL EDITORIAL LIMUSA, MXICO PG. 57-58.
WHITTEN, DAVIS, PECK QUMICA GENERAL QUINTA EDICIN, 1998 MC GRAW
HILL, MXICO PG. 453-464. RECURSOS EN LA INTERNET:www.exp.uji.es
http://es.wikipedia.org/
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www.rincondelvago.com/Punto de ebullicionfusion 3.htmal
APENDICECUESTIONARIOQu otras propiedades fsicas podran
determinar para caracterizar una sustancia? Solucin: Para
identificar una sustancia podramos determinar cada una de sus
constantes fsicas. Por comparacin con las propiedades fsicas y
qumicas conocidas tericamente para este compuesto podramos saber de
cual se trata. Las propiedades que podramos determinar para
caracterizar una sustancia podran ser:
Sus caracteres organolpticos: olor, color, sabor, etc. Punto de
fusin Punto de Ebullicin Rotacin Especifica Solubilidad ndice de
refraccin Espectro de Absorcin Densidad Viscosidad, etc.
Sin embargo para poder caracterizar a una sustancia no bastar
con determinar una sola de cualquiera de estas propiedades pues
muchas sustancias coinciden en algunas propiedades; el conjunto de
ellas identificar mi sustancia. Debemos tambin tener presente los
efectos de la temperatura y de la presin, sobre todo estas dos,
pues en muchos casos estos parmetros influyen en la determinacin de
las constantes fsicas, UNMSM Semestre 2009-II 16
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por ejemplo, la temperatura influye en el clculo de la
solubilidad, densidad y viscosidad; la presin en el clculo del
punto de ebullicin. Cuales son los residuos que se eliminan en la
prctica realizada? Solucin: Desechamos los capilares delgados que
usamos; porque ya no se pueden usar nuevamente, ya que, cabe la
posibilidad de que no puedan salir con un simple lavado. Explique
si las mezclas de sustancias diferentes, pero de punto de fusin
igual, funden a temperatura igual o diferente a la de las
sustancias originales. Solucin:
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ANEXOS: GRAFICO DE LOS PUNTOS DE FUSION Y EBULLICION DE
CUALQUIER SUSTANCIA:
ANEXOS: IMAGEN TOMADA EN EL LABORATORIO DE QUIMICA
ORGNICA.OBSRVESE LA AGITACIN CONTINA PARA MANTENER LA TEMPERATURA
ADECUADA.
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