Nombre: Victor
Jarandilla Nuñez
PRÁCTICA Nº 4
DETERMINACIÓN DE PUNTO DE EBULLICIÓN DE COMPUESTOS ORGÁNICOS
INTRODUCCIÓN.
Toda la materia presenta tres
estados de agregación: sólido, líquido y gaseoso. Si el calor, como se infiere
en la teoría cinética, es energía, los estados de agregación de la materia
dependen de su contenido de calor. Un cambio de un estado a otro incluye la
sustracción ó adición de una cierta cantidad de calor por gramo de sustancia.
La ebullición es el cambio de estado
que tiene lugar no sólo en la superficie dela sustancia (a diferencia de la
evaporación), sino dentro de la misma, aún muy profundamente, donde el calor es
aplicado tal vez por una flama. Si la superficie del líquido es cubierta, las
moléculas quedan encerradas arriba de la superficie del líquido y originan una
presión conforme se acumulan; a una temperatura dada existe un valor máximo que
puede alcanzar esta presión para un líquido en particular, llamada presión de
vapor saturado. A esa temperatura probablemente las moléculas que salen del
líquido al vapor son en igual número a las moléculas que pasan del vapor al
líquido. Desde este punto de vista, el punto de ebullición de un líquido es
simplemente la temperatura a la que la presión de vapor saturado coincide con la
presión atmosférica.
“Cambios de la temperatura de
ebullición con la presión”. La temperatura de ebullición de un líquido no es un
valor fijo, sino que depende de la presión.
A medida que la presión aumenta, la
temperatura de ebullición aumenta también, sin embargo si la presión disminuye,
el punto de ebullición también. Esto se puede explicar fácilmente con la
presión de vapor saturado, en el momento que la presión de la atmósfera
disminuye, la presión de vapor necesita vencer cada vez una fuerza menor, por
lo que necesita de menos calor para lograrlo y esto impacta en que la
temperatura requerida sea menor.
El grado de calor que toman los
líquidos antes de entrar en ebullición, depende de su naturaleza química
específica y al mismo tiempo del peso de la atmósfera que presiona sobre ella.
Tal como cambia este peso con la altura así también cambia el mismo punto de
ebullición. La tabla siguiente expresa la ley de este fenómeno:
|
Altura sobre
el nivel del mar
(metros)
|
Punto de
ebullición del agua
(ºC)
|
|
0
|
100
|
|
1000
|
97.1
|
|
2000
|
94.3
|
|
3000
|
91.3
|
|
4000
|
88.1
|
|
5000
|
84.7
|
|
6000
|
81.1
|
|
7000
|
77.0
|
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Objetivos
Comparar los puntos de ebullición obtenidos
experimentalmente con los anotados en tablas.
Materiales
3 vasos de precipitado de 500 ml 5 Tubos de ensayo Probeta de 500 ml Mechero de alcohol Hornilla eléctrica Soporte universal Trípode metálico 2 Pinzas de sujeción metálicos Termómetro Rejilla de alambre con tela de asbesto Sacarosa (azúcar común) Tubos capilares (proporcionados por el
estudiante) 200 ml de Agua destilada 200 ml de Metanol 200 ml de Etanol 200 ml de la leche
Pasos para la
determinación del punto de ebullición
Colocar 50 mL de agua en uno de los
vasos de precipitados.
Encender la flama y colocarla debajo
del tripié o soporte universal.
Poner el vaso a la flama sobre la
rejilla de alambre con tela de asbesto.
Monitorear la temperatura todo el
tiempo durante el calentamiento de la muestra.
Registrar el valor de temperatura
cuando crea que ha comenzado la ebullición (comience a observarse numerosas
burbujas subiendo a través de la masa de sustancia desde el fondo de la misma).
Repetir los pasos con el metanol,
etanol y leche.
Realizar la prueba por triplicado
para cada sustancia.
Calcular el promedio de los tres
valores obtenidos.
|
Sustancia
|
Tº de Ebullición
Teórico ºC
|
Tº de Ebullición obtenida ºC
|
Error (%)
|
|
Agua
|
100 ºC
|
||
|
Metanol
|
64.7 º C
|
||
|
Etanol
|
78 º C
|
||
|
Leche
|
100.17 ºC
|
CUESTIONARIO
Defina el
punto de ebullición
Definimos el punto de
ebullición como la temperatura a la cual se produce la transición de la fase
líquida a la gaseosa. En el caso de sustancias puras a una presión fija, el
proceso de ebullición o de vaporización ocurre a una sola temperatura; conforme
se añade calor la temperatura permanece constante hasta que todo el líquido ha
hervido.
¿Cómo
influye la polaridad de la molécula en el punto de ebullición?
Influye
dela siguiente manera el punto de fusión
y ebullición: debido a que las moléculas polares tienen cargas parciales
positivas y negativas la fuerza que
mantienen unidas a las moléculas de un compuesto es mas fuerte, por lo tanto se
necesita mas energía para separarlas.
Acerca de
la solubilidad: Considerando que el disolvente también es polar
Por sus
CARGAS PARCIALES la solubilidad de un compuesto polar sobre un
disolvente polar es muy alta
¿Qué
relación existe entre las fuerzas intermoleculares, peso molecular y punto de
ebullición?
La relación de las
fuerzas intermoleculares se tiene que cuando mayor será el punto de ebullición.
Por ejemplo, tenemos el agua, forma puentes de hidrógeno entre moléculas, lo
cual es un tipo de enlace intermolecular muy fuerte, así que tiene un punto de
ebullición alto, 100ºC. En cambio, el N2 no tiene interacciones
intermoleculares (o casi no) entonces es un gas y tienes que mandarlo a varios
grados bajo cero para que sea un líquido. El peso molecular también influye,
aquellos compuestos de ajo peso molecular es más probable que existan en forma
gaseosa (O2. N2, H2, CH4), y los de peso molecular mayor necesitan más energía
para pasar a otro estado de agregación, por ejemplo los hidrocarburos como el
petróleo.
¿Qué
efecto tiene la presión sobre el punto de ebullición?
Al
aumentar la presión sobre un líquido su punto de ebullición disminuye y la
temperatura aumenta. Y cuando la presión sobre un líquido su punto de
ebullición aumenta y la disminuye.
¿En qué
momento decidió que ya había comenzado la ebullición?
Cuando empezamos a ver actividad
gaseosa dentro el recipiente.
¿Por qué
en la ciudad de La Paz el agua no hierve a 100°C?
Es por la presión
atmosférica, se da que en las ciudades a nivel del mar el agua hierve a los
100ºC, debido q que la definición de Punto de ebullición (temperatura a la que
hierve un liquido) es la temperatura a la que el liquido alcanza una presión de
vapor = a la presión atmosférica, entonces, mientras mas alta la presión
atmosférica, mas temperatura se necesita para igualar la presión de vapor a la
atmosférica, por lo que en ciudades bajas (a nivel del mar) el punto de ebullición
será mas alto, y en ciudades mas altas (en las montañas o cordilleras) será mas
bajo.
¿Por qué los alimentos se cuecen más aprisa en la olla de presión?
Por que a presión
interior inicialmente es igual a la exterior. Cuando la olla se calienta, la
presión interior aumenta por el incremento de temperatura y al tener una
resistencia a la expansión (controlada por el peso). Esto permite cocinar mucho
más rápido. El mecanismo de control de presión, ha liberado parte del vapor del
interior para evitar un incremento excesivo.
GLOSARIO
Discutir y
anotar el significado de los siguientes términos:
Presión atmosférica,
La presión
atmosférica en un punto coincide numéricamente con el peso de una columna estática de aire de
sección recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el límite superior
de la atmósfera. Como la densidad del aire disminuye conforme aumenta la
altura, no se puede calcular ese peso a menos que seamos capaces de expresar la
variación de la densidad del aire ρ en función de la altitud z o de la presión p. Por ello, no resulta fácil
hacer un cálculo exacto de la presión atmosférica sobre un lugar de la
superficie terrestre; por el contrario, es difícil medirla, por lo menos, con
cierta exactitud, ya que tanto la temperatura como la presión del aire están
variando continuamente, tanto en una escala temporal como espacial. Podemos
obtener una medida de la presión atmosférica en un lugar determinado pero con
ella no se pueden obtener muchas conclusiones: es la variación de dicha presión
a lo largo del tiempo lo que nos permite obtener una información útil que,
unida a otros datos meteorológicos (temperatura atmosférica, humedad y vientos)
nos da una imagen bastante acertada
Ebullición,
La ebullición es
el proceso físico en el que la materia pasa a estado gaseoso. Se realiza cuando
la temperatura de la totalidad del líquido iguala al punto
de ebullición del líquido a esa presión. Si se continúa
calentando el líquido, éste absorbe el calor, pero sin aumentar la temperatura: el calor se
emplea en la conversión de la materia en estado líquido al estado gaseoso,
hasta que la totalidad de la masa pasa al estado gaseoso. En ese momento es
posible aumentar la temperatura de la materia, ya como gas.
Presión de vapor saturado.
La presión
de vapor es la presión de la fase gaseosa o vapor de un
sólido o un líquido sobre la fase líquida, para una temperatura determinada, en la que la fase líquida y el vapor se encuentra en equilibrio dinámico; su valor es
independiente de las cantidades de líquido y vapor presentes mientras existan
ambas. Este fenómeno también lo presentan los sólidos; cuando un sólido pasa al
estado gaseoso sin pasar por el estado líquido (proceso denominado sublimación o el proceso opuesto llamado sublimación
inversa) también hablamos de presión de vapor. En la situación de
equilibrio, las fases reciben la denominación de líquido saturado y vapor
saturado. Esta propiedad posee una relación inversamente proporcional con
las fuerzas de atracción intermoleculares,
debido a que cuanto mayor sea el módulo de las mismas, mayor deberá ser la
cantidad de energía entregada (ya sea en forma de calor u otra manifestación)
para vencerlas y producir el cambio de estado.
BIBLIOGRAFIA
Oliver C. 2012; ”Guía
laboratorio de química orgánica”. Universidad Mayor de San Andrés. La Paz-
Bolivia.
LARA,C. 2012; ”Manual de prácticas de laboratorio de química orgánica”.
Universidad Mayor de San Andrés. La Paz- Bolivia.
