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Determinación del Punto de Fusión y Ebullición: Un Estudio de Pureza de Sustancias, Guías, Proyectos, Investigaciones de Química Orgánica

Puntos de ebullicion puntos de fusion de sustancias

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2021/2022

Subido el 09/12/2022

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INFORME DE DETERMINACION DEL PUNTO DE FUSION Y EBULLICION
Kenner Duvan Gonzalez Penagos
e-mail: kdgonzalez@unillanos.edu.co
Lina Marcela Gaviria Restrepo
e-mail: lina.gaviria@unillanos.edu.co
Integrante 3 (Arial, 11 Pts, centrado)
RESUMEN: En la practica de laboratorio se busco
reconocer la pureza del aceite mineral, acido esteárico,
naftaleno, etanol, acido isopropílico, alcohol isoamílico y
aspirina, por medio de los puntos de fusión y ebullición
de cada una de estas.
Se realizo el montaje para la determinación del punto de
fusión (punto donde la sustancia pasa de estado sólido a
estado acuoso) y ebullición (punto donde la sustancia
pasa de estado líquido a estado gaseoso), en el cual se
utilizo el tubo de thiele, un instrumento que se utiliza
exclusivamente para este tipo de practicas ya que
cuenta con una gran precisión a la hora de establecer
los puntos de fusión y ebullición; una vez realizada la
practica se hizo la comparación de los resultados
experimentales con los reportados, y se les calculo el
error porcentual.
SUMMARY: The laboratory practice sought to recognize
the purity of mineral oil, stearic acid, naphthalene,
ethanol, isopropyl acid, isoamyl alcohol and aspirin, by
means of the melting and boiling points of each one of
them.
The assembly for the determination of the melting point
(point where the substance passes from solid to aqueous
state) and boiling point (point where the substance
passes from liquid to gaseous state) was carried out, in
which the Thiele tube was used, an instrument that is
used exclusively for this type of practices since it has a
great precision when establishing the melting and boiling
points; once the practice was carried out, the
experimental results were compared with the reported
ones, and the percentage error was calculated.
PALABRAS CLAVE: Ebullición, fusión, sustancias
puras, thiele.
JUSTIFICACION
La importancia de saber los valores de los puntos de
ebullición y de fusión tiene que ver con la identidad de
una sustancia, saber si se trata de una sustancia pura
(aquella cuya composición no varía, aunque cambien las
condiciones físicas en que se encuentre), saber que tipo
de proceso hacer para identificarlas y conocer los
instrumentos a utilizar en este tipo de prácticas; por lo
tanto este laboratorio nos facilitara profundizar en estos
aspectos, interpretando y adaptando los diferentes
conceptos, reconociendo este tipo de sustancias y
procesos a llevar a cabo para lograr con el objetivo de la
práctica.
INTRODUCCIÓN
El punto de fusión y el punto de ebullición, son
propiedades que pueden ser determinadas con facilidad,
rapidez y precisión, siendo las constantes físicas más
usadas, por lo que constituyen determinaciones
rutinarias en el laboratorio de Química Orgánica.
Punto de fusión: Los puntos de fusión se utilizan a
menudo para caracterizar compuestos cristalinos
orgánicos e inorgánicos y determinar su pureza. Las
sustancias puras se funden a una temperatura alta y
bien definida, mientras que las sustancias impuras y
contaminadas suelen tener un punto de fusión amplio.
La temperatura a la que se funde todo el material de la
sustancia contaminada suele ser inferior a la de la
sustancia pura. Este comportamiento se denomina
depresión del punto de fusión y se puede utilizar para
proporcionar información cualitativa sobre la pureza de
una sustancia.
Punto de ebullición: El punto de ebullición es la
temperatura a la cual la presión de vapor del líquido
iguala la presión externa. En esta etapa, el vapor no solo
sale de la superficie, sino que también se forma dentro
del líquido, creando burbujas y la turbulencia
característica de la ebullición. El punto de ebullición
permanece constante hasta que todo el líquido se haya
evaporado. El punto de ebullición medido a una presión
externa de 1 atm se denomina punto de ebullición
normal, y se entiende que los valores mostrados en las
tablas son puntos de ebullición normales. Sin embargo,
cada sustancia tiene varios puntos de ebullición
dependiendo de la presión a la que se mide esa
propiedad.
METODOLOGIA
Calentar
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PUNTO DE FUSION
Introduce una pequeña cantidad de
solido previamente pulverizado que
ocupe una altura aproximada de
medio centímetro en un tubo capilar.
Unir la capilar el bulbo del
termómetro e introducir el
conjunto en el tubo de Thiel.
PUNTO DE EBULLICION.
-Toma un pequeño tubo de ensayo y
adicione unas gotas del líquido al cual se le
realizará la determinación.
-Introduce el capilar para el tubo para punto
de ebullición con el extremo abierto hacia
abajo
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¡Descarga Determinación del Punto de Fusión y Ebullición: Un Estudio de Pureza de Sustancias y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Química Orgánica solo en Docsity!

INFORME DE DETERMINACION DEL PUNTO DE FUSION Y EBULLICION

Kenner Duvan Gonzalez Penagos

e-mail: kdgonzalez@unillanos.edu.co

Lina Marcela Gaviria Restrepo

e-mail: lina.gaviria@unillanos.edu.co

Integrante 3 (Arial, 11 Pts, centrado)

RESUMEN: En la practica de laboratorio se busco

reconocer la pureza del aceite mineral, acido esteárico, naftaleno, etanol, acido isopropílico, alcohol isoamílico y aspirina, por medio de los puntos de fusión y ebullición de cada una de estas. Se realizo el montaje para la determinación del punto de fusión (punto donde la sustancia pasa de estado sólido a estado acuoso) y ebullición (punto donde la sustancia pasa de estado líquido a estado gaseoso), en el cual se utilizo el tubo de thiele, un instrumento que se utiliza exclusivamente para este tipo de practicas ya que cuenta con una gran precisión a la hora de establecer los puntos de fusión y ebullición; una vez realizada la practica se hizo la comparación de los resultados experimentales con los reportados, y se les calculo el error porcentual. SUMMARY: The laboratory practice sought to recognize the purity of mineral oil, stearic acid, naphthalene, ethanol, isopropyl acid, isoamyl alcohol and aspirin, by means of the melting and boiling points of each one of them. The assembly for the determination of the melting point (point where the substance passes from solid to aqueous state) and boiling point (point where the substance passes from liquid to gaseous state) was carried out, in which the Thiele tube was used, an instrument that is used exclusively for this type of practices since it has a great precision when establishing the melting and boiling points; once the practice was carried out, the experimental results were compared with the reported ones, and the percentage error was calculated. PALABRAS CLAVE : Ebullición, fusión, sustancias puras, thiele. JUSTIFICACION La importancia de saber los valores de los puntos de ebullición y de fusión tiene que ver con la identidad de una sustancia, saber si se trata de una sustancia pura (aquella cuya composición no varía, aunque cambien las condiciones físicas en que se encuentre), saber que tipo de proceso hacer para identificarlas y conocer los instrumentos a utilizar en este tipo de prácticas; por lo tanto este laboratorio nos facilitara profundizar en estos aspectos, interpretando y adaptando los diferentes conceptos, reconociendo este tipo de sustancias y procesos a llevar a cabo para lograr con el objetivo de la práctica.

INTRODUCCIÓN

El punto de fusión y el punto de ebullición, son propiedades que pueden ser determinadas con facilidad, rapidez y precisión, siendo las constantes físicas más usadas, por lo que constituyen determinaciones

rutinarias en el laboratorio de Química Orgánica.

Punto de fusión : Los puntos de fusión se utilizan a menudo para caracterizar compuestos cristalinos orgánicos e inorgánicos y determinar su pureza. Las sustancias puras se funden a una temperatura alta y bien definida, mientras que las sustancias impuras y contaminadas suelen tener un punto de fusión amplio. La temperatura a la que se funde todo el material de la sustancia contaminada suele ser inferior a la de la sustancia pura. Este comportamiento se denomina depresión del punto de fusión y se puede utilizar para proporcionar información cualitativa sobre la pureza de una sustancia. Punto de ebullición : El punto de ebullición es la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido iguala la presión externa. En esta etapa, el vapor no solo sale de la superficie, sino que también se forma dentro del líquido, creando burbujas y la turbulencia característica de la ebullición. El punto de ebullición permanece constante hasta que todo el líquido se haya evaporado. El punto de ebullición medido a una presión externa de 1 atm se denomina punto de ebullición normal, y se entiende que los valores mostrados en las tablas son puntos de ebullición normales. Sin embargo, cada sustancia tiene varios puntos de ebullición dependiendo de la presión a la que se mide esa

propiedad.

METODOLOGIA

Calentar

PUNTO DE FUSION

Introduce una pequeña cantidad de

solido previamente pulverizado que

ocupe una altura aproximada de

medio centímetro en un tubo capilar.

Unir la capilar el bulbo del

termómetro e introducir el

conjunto en el tubo de Thiel.

PUNTO DE EBULLICION.

- Toma un pequeño tubo de ensayo y

adicione unas gotas del líquido al cual se le realizará la determinación. -Introduce el capilar para el tubo para punto de ebullición con el extremo abierto hacia abajo

RESULTADOS

En las tablas N°1 y N°2 se hicieron las anotaciones de los resultados de los valores experimentales y su porcentaje de error de los puntos de fusión y ebullición. Tabla N°1 puntos de fusión Compuesto solido Temperatura de fusión reportada (°C). Temperatura de fusión experimental (°C). Naftaleno 80,26°C Acido esteárico 69.3°C Aspirina 140°C Tabla N°2 puntos de ebullición Compuesto solido Temperatura de fusión reportada (°C). Temperatura de fusión experimental (°C). Etanol 78,37°C Alcohol isopropílico 82,5°C Alcohol isoamílico 131°C

Observar la temperatura a la que la

fusión comienza y se completa. El

intervalo de fusión para una muestra

pura suele estar comprendido entre

1-2 °C.

Sujetar el tubo al termómetro

e introducir el conjunto en el

tubo de Thiel

Calentar suavemente el brazo lateral

hasta que se observe un

desprendimiento continuo de Burbujas

dentro del tubo que asciende por el

capilar; suspender el calentamiento

Alcohol isopropílico ( se realizó el mismo montaje que se utilizó para las demás pruebas de determinación de punto de ebullición; no hay evidencia fotográfica ya que se apagó el celular). ANALISIS: Según los datos que se tomaron, el alcohol isopropílico alcanzo su punto de ebullición a los 84°C, al tratarse de un alcohol secundario posee puntos de ebullición mas bajos que un alcohol primario. Alcohol isoamílico ( se realizó el mismo montaje que se utilizó para las demás pruebas de determinación de punto de ebullición; no hay evidencia fotográfica ya que se apagó el celular). ANALISIS: En los datos obtenidos este alcohol alcanzo su punto de ebullición a los 130°C, estado en que un liquido pasa a gaseoso, al ser un alcohol primario presenta puntos de ebullición más altos, por ejemplo, podemos compáralo con el alcohol isoamílico, que como lo mencionamos anteriormente es un alcohol secundario. ANALISIS DE LA TABLA N°1 (PUNTOS DE FUSION) Y LA TABLA N°3 (PUREZA) En la tabla N°1 se presentan los resultados de la practica del punto de fusión experimental de las sustancias con el fin de determinar si se trata de sustancias puras o no; estos resultados experimentales se compararon con los teóricos y se les estableció el porcentaje de error, para el cual se utilizó la siguiente formula: Donde: Vt = valor teórico Ve =valor experimental Para determinar si la sustancia es pura o no recurrimos a la formula de T1-T2, donde T1 será la primera temperatura tomada en el instante en que la muestra solida empieza a pasar a estado Acuoso, y T2 será la temperatura final. Según [TITEADE Ram8 \l 2058] establece que si el dato de temperatura obtenido (temperatura práctica) restado del dato de temperatura teórica es mayor a 2 °C, la muestra o sustancia es impura. Porque se dice que medir el punto de fusión de un sólido muestra que funde a diferentes temperaturas (hasta 2 °C) y el límite superior de ese intervalo está cerca de su punto de fusión característico de la sustancia, indica que el sólido es completamente puro; Por tanto, sabemos que, si se calienta a 2 °C, el compuesto no es puro. A partir de lo dicho anteriormente, se realizo la tabla de determinación de pureza de las sustancias. Tabla N°3. Determinación de pureza de las sustancias según su punto de fusión. Sustancia T1-T (°C) Resultado Tipo de sustancia Naftaleno 80.26-82 -1.7°C Pura Acido esteárico 69.3-70 -0.7°C Pura Aspirina 140-140.2 -0,2°C Pura Naftaleno : La tabla N°1 muestra un error porcentual apenas del 2,17% frente a la temperatura teórica con la experimental, una diferencia no tan notable, pero que se pudo haber producido ya sea por factores externos o internos que alteraron el resultado del punto de fusión. Los resultados obtenidos de la tabla N°3 nos indica que el naftaleno es una sustancia pura ya que nos arroja una diferencia de -1.7°C inferior a los 2°C que es el limite que debe alcanzar la sustancia, hablando en términos de intervalos del punto de fusión explicado anteriormente. Acido esteárico : Este presenta un error porcentual apenas del 1.01% (ver tabla n°1), lo que indica que estuvo mucho mas cerca al punto de fusión teórico, obteniendo más éxito en comparación a la sustancia anterior; se establece que también se trata de una sustancia pura ya que presenta un margen de error de - 0,7°C (ver tabla n°2) hablando en base a temperatura, por debajo de los 2°C (limite de intervalo de punto de fusión). Aspirina : con un error de margen de apenas el 0.14%, se podría establecer que, a comparación de las anteriores sustancias, fue la que presento mayor exactitud frente al valor teórico, lo que indica que su punto de fusión se presentó prácticamente en el mismo instante del reportado (ver tabla n°1). Se determino que es una sustancia pura con una diferencia de temperaturas de apenas -0.2°C, el valor mas cercano a la pureza total que puede presentar una sustancia. ANALISIS DE LA TABLA N°2 (PUNTOS DE EBULLICION) Y LA TABLA N°4 (PUREZA) En la tabla N°2 se ilustran los resultados del punto de ebullición de las sustancias mostradas, el % de error en comparación de las temperaturas reportadas y las obtenidas de la práctica, para a su vez determinar su nivel de pureza e impureza.

Tabla N°4. Determinación de la pureza de las sustancias según el punto de ebullición. Etanol: con un margen de error del 2.07% (ver tabla n°1) de punto de ebullición experimental comparado con el reportado, se puede concluir que es un resultado confiable, no es un numero alto, lo que se deduce que este error se pudo haber presentado por factores ya sean internos o externos durante la práctica. Se trata de una sustancia pura, con una diferencia de temperaturas de apenas -1.6°C (ver tabla n°4), es decir, por debajo del intervalo limite (2°C). Alcohol isopropílico: Como se evidencia en la tabla N°2, existe un error porcentual del 1.81% entre el punto de ebullición reportado y el experimental. A partir de estos resultados y de los obtenidos en la tabla N°4, que nos muestra una diferencia de las temperaturas apenas de -1.5°C, se determina que se trata de una sustancia pura. Alcohol isoamílico: Con un margen de error del 0.76% (ver tabla n°2) y una diferencia de temperaturas de 1°C por debajo del intervalo limite (2°C), se establece que es una sustancia totalmente pura en comparación de las anteriores, y la segunda con los resultados más exactos en comparación con la aspirina. Tomando en cuenta todo lo anterior, se puede atribuir la diferencia de las temperaturas y los porcentajes de error de los puntos de fusión y ebullición a errores ya sean humanos o factores como impurezas que pudieron estar presentes en las sustancias, errores en el calentamiento u obtención de los resultados, cambios en la presión atmosférica, factores tanto internos como externos. Por ello es importante ttener cuidado al cerrar el capilar ya que este puede causar variación en la temperatura tomada, lavar bien el tubo de ensayo y enjuagar con agua destilada para eliminar impurezas, no chocar el termómetro a las paredes del tubo capilar, entre otras recomendaciones. Al ser márgenes de error muy pequeños (ya que como sabemos las sustancias puras no presentan casi variaciones, aunque cambien las condiciones físicas en las que se encuentren), en ambas situaciones se puede decir que fue una practica exitosa, y que se cumplió y se logro con los objetivos esperados al inicio de la práctica.

  • ¿Por qué se usa un baño de aceite en la determinación de los puntos de fusión y ebullición? Porque un baño de agua solo puede alcanzar los 100°C, que es cuando comienza a evaporizarse. Si la sustancia tiene un punto de fusión y ebullición superior a 100°C, entonces este método no vale nada. Sin embargo, el punto de ebullición del aceite es mucho mayor (ronda por los 200°C), y por tanto, la temperatura que puede alcanzar el baño antes de comenzar a evaporizarse también será mayor, permitiendo determinar el punto de fusión o ebullición del compuesto. -Propiedad intensiva: Las propiedades intensivas son aquellas que no dependen de la cantidad de sustancia presente, por este motivo no son propiedades aditivas. Ejemplos de propiedades intensivas son la temperatura, la velocidad, el volumen específico (volumen ocupado por la unidad de masa), el punto de ebullición, el punto de fusión, etc. -Propiedad extrínseca: las propiedades extrínsecas son las propiedades generales de la materia. No cambian dependiendo de la forma o tamaño de la sustancia, pero si son las cualidades características de cada sustancia. Entre ellas están: masa, peso, volumen, inercia, impenetrabilidad. -Propiedad intrínseca: son las propiedades especificas de la materia. Nos permiten diferenciar unas sustancias de otras. Estas a su vez se clasifican en propiedades físicas (son independientes a la cantidad de materia, por ejemplo: densidad, punto de ebullición, conductividad, punto de fusión, solubilidad, maleabilidad y dureza) y químicas (se presentan cuando interactúan con otras sustancias y estas cambian su estructura y composición. ejemplo: oxidación, combustión, corrosión, descomposición en presencia de luz y reactividad). -Tubo de thiel: La forma del tubo de Thiele permite la formación de corrientes de convección en el aceite cuando se calienta. Estas corrientes mantienen una distribución de temperatura bastante uniforme a través del aceite en el tubo.
  • ¿El punto de ebullición puede ser una medida fiable para determinar la pureza de un medicamento? Las impurezas en un medicamento son sustancias no deseadas que permanecen en los principios activos durante la formulación. La presencia de estas sustancias podría afectar negativamente la eficacia y seguridad del medicamento. El punto de ebullición es la temperatura a la cual la presión de vapor de un liquido es igual a la presión atmosférica. Su medición es útil como criterio de pureza, ya que las impurezas afectarían el punto de ebullición de la sustancia pura. CONCLUSIONES Tras realizar el presente estudio y analizar los resultados obtenidos, se concluye que, para determinar la pureza Sustancia T1-T (°C) Resultado Tipo de sustancia Etanol 78.37-80 -1.6°C Pura Alcohol isopropílico 82.5-84 -1.5°C Pura Alcohol isoamílico 131-130 1°C Pura