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Practica 1. Lab de química orgánica.
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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(^1) Estudiantes del programa de Farmacia, Facultad de Química y Farmacia, Universidad del Atlántico. (^2) Docente del programa de Farmacia, Facultad de Química y Farmacia, Universidad del Atlántico. Resumen Se realizó la determinación del punto de ebullición para el compuesto químico metanol C H 3 − OH (^) el cual a temperatura ambiente se presenta en estado líquido y se utiliza comúnmente como disolvente y combustible. Para la obtención del punto de ebullición se empleó el método del capilar, se obtuvo exitosamente el punto de ebullición reportado en la literatura para el compuesto (65°C) con lo cual se concluye de forma satisfactoria la práctica. El punto de ebullición puede tomarse como referencia para la determinación de un compuesto desconocido, además, por su valor y por la precisión en su rango, se utilizan como criterio de pureza en muestras de compuestos. Palabras clave: Ebullición, termómetro, capilar. Introducción En un compuesto líquido las moléculas se encuentran en continuo movimiento y aquellas moléculas más energéticas que se hallan en la superficie pueden “escapar” a la fase gaseosa. Cuando un compuesto líquido en un recipiente abierto se empieza a calentar paulatinamente va aumentando su presión de vapor hasta que llega un momento en que ésta se hace igual a la presión atmosférica (Figura 1). Figura 1. Compuesto líquido sometido al calor, nótese cómo se ejemplifica el aumento de moléculas en estado líquido pasando a fase gaseosa. A mayor temperatura, mayor energía cinética de las moléculas del compuesto líquido, en consecuencia, mayor tendencia a escapar a la fase gaseosa y se dará un aumento en la presión de vapor. Por lo tanto, se define como temperatura de ebullición de un compuesto cómo la temperatura a la cual la presión de vapor de un líquido es igual a la presión externa. Por ello el punto de ebullición de un compuesto se refiere a su punto de ebullición a una presión medida de 760mmHg (1 atm). Para que un compuesto se vaporice, las fuerzas que mantienen las moléculas unidas unas a otras deben romperse. Esto significa que el punto de ebullición de un compuesto depende de la tracción entre las moléculas, de manera que, si las moléculas se mantienen unidas por fuertes fuerzas, se necesitará mucha energía para apartar las moléculas unas de otras y el compuesto tendrá el punto de ebullición muy alto. Por otra parte, si las fuerzas intermoleculares son débiles, una cantidad de energía relativamente baja será suficiente para separar las moléculas unas de otras, y el compuesto tendrá el punto de ebullición bajo. Objetivo General
Determinar el punto de ebullición del metanol mediante el método del capilar Objetivos específicos Desarrollar habilidad y depurar la técnica en la determinación de puntos de ebullición Aprender a utilizar adecuadamente los implementos necesarios para determinar puntos de ebullición Contrastar el valor experimental del punto de ebullición con el valor teórico Procedimiento experimental Reactivo: Metanol Estructura química: CH 3 OH Figura 2. Estructura química del metanol. Punto de ebullición conocido: 65°C a 1atm. Se emplea un capilar cerrado y se sumerge con la parte cerrada hacia arriba en un tubo de ensayo que contenga una pequeña cantidad de metanol. El tubo de ensayo se calienta en un baño de aceite. Inicialmente se observará el desprendimiento de burbujas de aire atrapado dentro del capilar. El calentamiento debe realizarse hasta cuando el burbujeo sea constante, en este momento se detiene el calentamiento (temperatura inicial) y se registra el valor de la temperatura, cuando dejan de salir las burbujas del tubo capilar y el líquido ascienda por este, se lee nuevamente la temperatura (temperatura final), en este momento la presión de vapor dentro y fuera del capilar es igual a la presión atmosférica. Figura 3. Montaje experimental. Nótese que el termómetro se encuentra sumergido en el aceite y en este se encuentra el tubo de ensayo con el capilar dentro.
Figura 7. Ascenso del líquido por el capilar. Conclusiones La determinación del punto de ebullición es fundamental en química y otras ciencias porque ayuda a identificar y caracterizar sustancias desconocidas, evaluar su pureza y garantizar la calidad de los productos químicos en procesos y diversas aplicaciones. El punto de ebullición de un compuesto se ve afectado por la estructura de la molécula, si el compuesto es de cadena larga lineal, tendrá mayor punto de ebullición que compuestos de cadena ramificada. Si el compuesto tiene puentes de hidrogeno su punto de ebullición será aún mucho más mayor que el de cadena lineal. Bibliografía. Carey Francis, A. (2006). Química Orgánica, sexta edición, México DF, México: McGraw-Hill Interamericana. Hewitt, P (2004). Capítulo 17: Cambio de fase. En:Física conceptual 9na edición.Quintanar E. Pearson Educación de México, S.A de C.V, México. Pag 329 Chang, R. (2008). Fisicoquimica para las ciencias quimicas y biologicas (3a. Ed., 3a. Reimp.). Mexico: McGraw-Hill Interamericana. Anexos
que se requiere menos energía para que las moléculas escapen a la fase gaseosa. Los principales principios fisicoquímicos que influyen en el punto de ebullición son: