DETERMINACIÓN DE PUNTO DE EBULLICIÓN DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

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 es la presión que ejerce el aire sobre la Tierra.

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.