ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción

Ingeniería en Alimentos

Química Orgánica

Identificación de sustancias y propiedades físicas.

Profesor:

Rendón Morán Michael

Elaborado por:

Guzmán Silva Diego

GUAYAQUIL - ECUADOR

Segundo Término 2015

1. Objetivos:

1.1. Objetivo General:

Ensayar algunas constantes físicas como medio de identificación de muestras

orgánicas sólidas y líquidas.

Experimentar métodos sencillos en la determinación de algunos parámetros

físicos.

2. Fundamento de la práctica:

Las propiedades físicas son las que ayudaron en la práctica para identificar el tipo de

compuesto con el cual se estaba trabajando ya que el Punto de ebullición es distinto

al igual que el punto de fusión, e incluso si existen dos compuestos similares en los

puntos, habrá otra que la descarte como su igual; como lo hace el índice de refracción

ya que cada material, cada compuesto refleja la luz de forma diferente.

3. Marco Teórico:

Punto de Ebullición (pe)

El punto de ebullición de un compuesto es la temperatura a la que la forma líquida se

trasforma en gas (se evapora). Para que un compuesto se vaporice deben anularse las

fuerzas que mantienen cercanas entre sí a las moléculas individuales en el líquido.

Ello significa que el punto de ebullición de un compuesto depende de la fuerza del

conjunto de las fuerzas de atracción entre las moléculas individuales. (Yurkanis,

2007)

Punto de fusión (fp)

Es la temperatura a la cuál su forma sólida se convierte en líquida. El aumento del

punto de fusión es menos regular que el del punto de ebullición porque, además de

las atracciones intermoleculares, el punto de fusión está influido por la clase de

empaquetamiento, esto es, el orden, que tan compacta o que tan unidas están las

moléculas en la red cristalina. Mientras más estrecho sea su ajuste, se requiere mayor

energía para romper la red y fundir al compuesto. (Yurkanis, 2007)

Densidad

Propiedad específica de la materia que nos permite diferenciar unos materiales de

otros ya que se mide lo ligero o pesado de un material por lo cual si es más denso,

más pesado nos parecerá.

La densidad es la relación que existe entre la masa y el volumen de un cuerpo.

𝛿 =𝑚

𝑣

Densímetro

Instrumento que sirve para determinar la densidad relativa de los líquidos sin

necesidad de calcular antes su masa y volumen. Normalmente, está hecho de vidrio y

consiste en un cilindro hueco con un bulbo pesado en su extremo para que pueda flotar

en posición vertical.

Índice de Refracción

Medida que determina la reducción de la velocidad de la luz al propagarse por un

medio homogéneo. De forma más precisa, el índice de refracción es el cambio de la

fase por unidad de longitud, esto es, el número de onda en el medio (k) será n veces

más grande que el número de onda en el vacío (k0).

Refractómetro

Son dispositivos que sirven para medir la concentración de diferentes tipos de

sustancias con distintas características, utilizando como base el fenómeno de

refracción de la luz. La necesidad de medir dichas sustancias se debe a que las

crecientes industrias de nuestros días necesitan de mediciones exactas para la

elaboración de distintos productos.

4. Metodología:

4.1. Materiales

Tubo de Thiele

Soporte universal

Vidrio de reloj

Mechero

Espátula

Pipeta

Agarradera

Termómetro

Densímetro

Refractómetro

Tubo capilar

Tapón

Nuez

4.2. Reactivos

Muestra Sólida B: Ácido Cítrico

Muestra Líquida B: Etanol

4.3. Procedimiento

1. Ensayar la determinación del punto de fusión en cada una de las

muestras sólidas.

a) Sujetamos el tubo de Thiele en el soporte universal y después se puso aceite

de vaselina.

b) Introdujimos la muestra B en un capilar y se amarró a un termómetro a la

altura de su bulbo (extremo inferior del termómetro).

c) Hundimos la punta del termómetro cuidando que el capilar se quede

sumergido sus tres cuartas partes en la glicerina.

d) Se vigiló que el bulbo del termómetro no se arrime a las paredes del tubo.

e) Calentamos el brazo del tubo con el mechero hasta que observamos un

cambio en la muestra sólida del tubo capilar y se registró la temperatura.

Figura 1 Introducción de la muestra

sólida en el capilar.

2. Establecer el punto de ebullición de cada una de las muestras líquidas.

a) Sujetamos un tubo de ensayo con una agarradera a un soporte universal e

introdujimos 5ml de la muestra líquida B y añadimos 3 núcleos de ebullición.

b) Doblamos una hoja de papel de cuaderno en 4 partes para cuadriplicar la

consistencia del papel e hicimos un orificio muy pequeño en el centro para

insertar ajustando un termómetro que llevara una banda de caucho como tope

para que no ingrese al líquido muestra, quedando aproximadamente a 1cm

sobre el nivel del líquido.

c) Advertir que el bulbo del termómetro no se arrime a las paredes del tubo,

insertamos el mechero y observamos el ascenso de la temperatura hasta que

deje de subir por segundos y retiramos el mechero.

d) Se registró la medición obtenida del termómetro como temperatura de

ebullición. Se repite el ensayo con más muestra si se considera necesario.

Figura 2 Calentamiento del brazo del

tubo de Thiele.

3. Determinar la densidad del líquido muestra utilizando densímetros.

a) Colocamos la muestra en un cilindro en el que pueda ingresar libremente el

densímetro.

b) Introdujimos el aerómetro en el líquido muestra lentamente y con mucho

cuidado.

c) Se registró el valor numérico de la escala en donde incide el nivel del líquido.

d) Cuidar de no cumplir el error de paralaje (debe ubicar sus ojos a la altura-

nivel- valor que está observando).

Figura 3 Calentamiento del brazo de la

muestra líquida.

4. Experimentar la determinación del índice de refracción en los líquidos.

a) Abrimos el prisma del refractómetro y se depositó 2 gotas del líquido muestra

B con una pipeta sin tocar el prisma.

b) Cerramos el prisma y acercamos la lámpara encendida del equipo.

c) Observamos por el ocular y se hizo girar un dispositivo situado en la parte

derecha inferior hasta que se observó en el campo visual una interface.

d) Se hizo incidir la interface con la intersección del lente y se presionó un

dispositivo ubicado en la parte inferior izquierda con lo que apareció en el

campo una escala de donde se interpreta el valor numérico.

e) Se registró el valor numérico como índice de refracción de la muestra.

Figura 4 Medición de la densidad.

5. Resultados:

Tabla 1.- Datos experimentales Grupo E.

.

Tabla 2.- Promedio de datos experimentales.

Figura 5 Medición del índice de

refracción.

Temperatura de Fusión (°C) Punto de Ebullición (°C)

65 72

Grupo E - - Promedio

Temperatura de Fusión (°C) 65 81 160 102

Punto de Ebullición (°C) 80 72 65 72,3

Tabla 3.- Valores teóricos y experimentales de las muestras.

Tabla 4.- Valor teóricos y experimentales de la densidad del etanol.

Cálculos

|𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝑻𝒆ó𝒓𝒊𝒄𝒐 − 𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝑬𝒙𝒑𝒆𝒓𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒂𝒍|

𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝑻𝒆ó𝒓𝒊𝒄𝒐∗ 𝟏𝟎𝟎%

|𝟎. 𝟕𝟖𝟗 − 𝟎. 𝟖𝟏𝟐|

𝟎. 𝟕𝟖𝟗∗ 𝟏𝟎𝟎%

|−𝟎. 𝟎𝟐𝟑|

𝟎. 𝟕𝟖𝟗∗ 𝟏𝟎𝟎%

(𝟎. 𝟎𝟐𝟗) ∗ 𝟏𝟎𝟎%

𝟐. 𝟗%

Tabla 5.- Valor teóricos y experimentales del IR del etanol.

6. Conclusiones y Recomendaciones:

6.1. Conclusiones

Mediante la comparación de datos con los demás grupos de trabajo se obtuvo una

temperatura promedio de fusión de 102 °C, la que se obtuvo fue de apenas 65 °C

y aún la fp promedio se distancia mucho del valor teórico que es de 175°C.

Por errores como el calentamiento u otros no se alcanzaron a tener buenos datos

por lo que el valor experimental que se obtuvo se acerca más al del Ácido Oxálico

(muestra A) que con el que realmente trabajamos que fue el Ácido Cítrico

(muestra B).

En la Tabla 2 y Tabla 3 se puede evidenciar los datos distantes.

En cuanto al punto de ebullición de la muestra líquida (muestra B) como se

muestra en la Tabla 1, se logró una temperatura de 72 °C y ya en promedio se

Tipo de Valor Temperatura de Fusión (°C) Punto de Ebullición (°C)

Teórico 175 78

Experimental 102 72,3

Densidad (g/cm3)

Teórica 0,789

Experimental 0,812

Índice de Refracción

Teórica 1,361

Experimental 1,362

obtuvo un p.e de 72,3 °C como se muestra en la Tabla 2 y de esta forma se pudo

determinar que la muestra era etanol ya que el valor teórico es de 78 °C.

Para determinar el porcentaje de pureza del etanol y al hundirse se debe esperar

como máximo llegar a un valor de 0.800 (g/cm3), sin embargo, marcaba un valor

de 0.812 (g/cm3) lo cual mostraba que existía un porcentaje de agua en la muestra

mientras que su densidad es de 0,789 (g/cm3) como se muestra en la Tabla 4.

Al realizar los cálculos se obtuvo que existe un 2,9% de agua en la muestra.

6.2. Recomendaciones

Al calentar el brazo del tubo de Thiele no estar cambiando de posición y

que sea constante, sin estar muy cerca o muy lejano sino se tendrá un f.p

erróneo.

Cuando se caliente el tubo de ensayo, no acercar demasiado la llama del

mechero ya que el tubo se puede romper y en consecuencia el líquido caer

sobre el experimentador y quemarlo.

Revisar que los materiales estén en buen estado, no cuarteados.

7. Bibliografía:

Libro

Yurkanis, P. (2007). Química Orgánica (pp. 59-63) México: Pearson Educación.

Web

http://int.mt.com/int/es/home/products/Laboratory_Analytics_Browse.html?s

martRedirectEvent=true

http://www.ecured.cu/index.php/Dens%C3%ADmetro

http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Densidad_Concepto.htm

https://www.tplaboratorioquimico.com/quimica-general/las-propiedades-de-

la-materia/densidad.html

http://es.slideshare.net/valeriansilva1/informe-de-lab-organica-6

http://es.slideshare.net/WeezyRealg/reporte-prctica-6

8. Apéndice:

a) ¿Cuál es la definición del punto de fusión?

Temperatura a la cual se encuentra el equilibrio de fases sólido - líquido, cuando

la materia pasa de estado sólido a estado líquido (se funde). El cambio de fase

ocurre a temperatura constante.

b) ¿Qué es el punto de ebullición?

Temperatura en la cual la presión de vapor del líquido iguala a la presión de vapor

del medio en el que se encuentra.

Coloquialmente, se dice que es la temperatura a la cual la materia cambia del

estado líquido al estado gaseoso.

c) ¿Qué es una densidad?

La magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen.

La densidad de una sustancia varía cuando cambia la presión o la temperatura.

Cuando aumenta la presión, la densidad de cualquier material estable también

aumenta.

d) ¿Qué es un índice de refracción?

El índice de refracción es una medida que determina la reducción de la velocidad

de la luz al propagarse por un medio homogéneo. De forma más precisa, el índice

de refracción es el cambio de la fase por unidad de longitud, esto es, el número de

onda en el medio (k) será n veces más grande que el número de onda en el vacío

(k0).

e) ¿Cuáles son las propiedades que ayudan a identificar la materia?

Propiedades físicas: punto de ebullición, punto de fusión y densidad.

f) ¿Podría indicar que tipo de propiedades corresponden a cada uno de los

parámetros ensayados en la práctica?

Punto de fusión

Punto de ebullición

Densidad

Índice de refracción