Informe De Ebullicion.docx

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER

QUIMICA ORGANICA I – 1650203-B

PRACTICA 3: PUNTOS DE EBULLICION

Viviana Graciela Díaz Caballero

1651409

Gisell Mercedes Jiménez Ramírez

1651412

Laura Jiménez Guevara

1651394

Deisy Natalia Castillo Torres

1651417

Isabel Socorro Navarro Villamizar

Cúcuta 14 de marzo de 2019

OBJETIVOS



Aprender a determinar el punto de ebullición tanto de muestras conocidas como de muestras desconocidas por el método del capilar.



Manejar adecuadamente los materiales utilizados en la determinación del punto de ebullición.



Establecer y asociar cual es la importancia de determinar el punto de ebullición de una sustancia.

MARCO TEORICO

EVAPORACIÓN Y PRESIÓN DE VAPOR

La energía cinética de las moléculas de un líquido está cambiando continuamente a medida que chocan con otras moléculas. En cualquier instante, algunas de las moléculas de la superficie adquieren la suficiente energía para superar las fuerzas atractivas y escapan a la fase gaseosa ocurriendo la evaporación. La velocidad de evaporación aumenta a medida que se eleva la temperatura del líquido. Si el líquido se encuentra en un recipiente cerrado, las moléculas del vapor quedarán confinadas en las vecindades del líquido, y durante el transcurso de su movimiento desordenado algunas de ellas pueden regresar de nuevo a la fase líquida. Al principio, la velocidad de condensación de las moléculas es lenta puesto que hay pocas moléculas en el vapor. Sin embargo, al aumentar la velocidad de evaporación, también aumenta la velocidad de condensación hasta que el sistema alcanza un estado en el que ambas velocidades son iguales

Evaporación de un líquido en un recipiente cerrado.

En este estado de equilibrio dinámico, la concentración de las moléculas en el vapor es constante y por lo tanto también es constante la presión. La presión ejercida por el vapor cuando se encuentra en equilibrio con el líquido, a una determinada temperatura, se denomina presión de vapor y su valor aumenta al aumentar la temperatura.

PUNTO DE EBULLICION Cuando un líquido se introduce en un recipiente cerrado, se evapora hasta que el vapor alcanza una determinada presión, que depende solamente de la temperatura. Esta presión, que es la ejercida por el vapor en equilibrio con el líquido, es la Presión de vapor Del líquido a esa temperatura. Cuando la temperatura aumenta, la presión de vapor de un líquido aumenta regularmente. A la temperatura en que la presión de vapor alcanza el valor de la presión atmosférica, el líquido empieza a hervir. A esa temperatura se le llama punto normal de ebullición Cada líquido tiene un punto normal de ebullición característico, que se puede utilizar para su identificación. No obstante, debido a su marcada dependencia con la presión ya los errores a que pueden conducir las impurezas, es menos seguro y útil en caracterizaciones y como criterio de pureza que el punto de fusión en los sólidos. El punto de ebullición de una sustancia depende directamente de la masa de sus moléculas y de la intensidad de las fuerzas atractivas entre ellas. Así en una serie homóloga, los puntos de ebullición de cada compuesto aumentan regularmente con el peso molecular, ya que al aumentar el número de átomos en la molécula, aumentan la fuerza de Van der Waals entre ellas. Esto puede comprobarse en la tabla siguiente:

Los líquidos polares tienden a hervir a temperaturas más altas que los no polares de igual peso molecular. Los compuestos polares que se asocian entre sí mediante puentes de hidrógeno hierven a temperaturas más altas que los que no pueden asociarse, como puede verse en la tabla siguiente:

CORRECCIÓN DE LA TEMPERATURA DE EBULLICIÓN

En el caso de los líquidos, la temperatura de ebullición se ve afectada por los cambios en la presión atmosférica debidos a las variaciones en la altura. A medida que un sitio se encuentra más elevado sobre el nivel del mar, la temperatura de ebullición se hace menor . A una altura de 1500 m o 0.84 atm (Medellín, por ejemplo), el agua ebulle a 95 °C mientras que al nivel del mar el agua hierve a 100 °C.

Con el propósito de realizar comparaciones con los valores reportados por la literatura, se hace necesario corregir la temperatura normal de ebullición en un factor proporcional a la diferencia de presiones. METODO COMUN: En un vaso de precipitación se coloca el líquido elegido como baño. Se introduce allí el termómetro con el capilar que contiene la sustancia problema. El bulbo no debe tocar el fondo ni las paredes del recipiente. El baño debe cubrir completamente el bulbo del termómetro, pero no debe estar por encima del extremo superior del capilar. Se calienta sobre tela de amianto, se efectúan las lecturas y se calcula el p.f. Es necesario efectuar una corrección del p.f.

MATERIALES

REACTIVOS

Alambre de cobre

Aceite vegetal

Gotero

Alcoholes de bajo de punto de ebullición

Mechero de busen Pinza de bureta Soporte universal Termómetro

Tubo capilar Tubo thiele Tubo auxiliar

DATOS

MUESTRA CONOCIDA: ETANOL

Fórmula semidesarrollada CH3-CH2-OH Fórmula estructural Estructura en Jmol Fórmula molecular C2H5OH Propiedades físicas Apariencia Incolora Densidad 789 kg/m3; 0,789 g/cm3 Masa molar 46,07 g/mol Punto de fusión 158,9 K (-114 ℃) Punto de ebullición 351,6 K (78 ℃) Temperatura crítica 514 K (241 ℃)

Presión crítica 63 atm Estructura cristalina sistema cristalino monoclínico Viscosidad 1,074 mPa·s a 20 °C Índice de refracción (nD) 1,3611 Propiedades químicas Acidez 15,9 pKa Solubilidad en agua Miscible

MUESTRA DESCONOCIDA: EL BUTANOL

Fórmula: C4H10O Masa molar: 74.1 g/mol Punto de fusión: -90 °C Densidad: 810 kg/m³ Clasificación: Alcohol Punto de ebullición: 117° Índice de refracción (nD): 1,399 Fórmula semidesarrollada: H-(CH2)4OH

Solubilidad en agua: Soluble en una proporción de 79 g por litro Punto de inflamabilidad: 303 K (30 ℃)

OBSERVACIONES Se limpió la mesa de trabajo y se libró de objetos innecesarios. Se preparó el material requerido para la práctica 1. La profesora y el practicante nos dio a cada grupo de trabajo de laboratorio los materiales correspondientes para práctica. 2. Los materiales fueron: mechero de busen, soporte universal, alambre de cobre , tubo capilar ,tubo de thiele , tubo auxiliar, pinza para bureta etc. 3. La profesora le entrego a cada grupo de trabajo el reactivo con el que se iba a realizar la determinación de punto de fusión ; El reactivo entregado fue etanol y butanol. 4. El reactivo fue dado en el tubo auxiliar ,una integrante del grupo partió en dos partes el tubo capilar , pero antes de ingresar el reactivo a una de las partes del tubo capilar , con ayuda del mechero de busen tapo una parte para cuando se ingresara el reactivo no se fuera a botar . 5. Después una integrante del grupo lleno en el tubo thiele con aceite de cocina. 6. En el soporte universal se hizo un montaje con la pinza de bureta se sostuvo el tubo thiele.

7. En el termómetro y el alambre de cobre , allí se hizo un amarre del tubo capilar con el reactivo adentro ( dentro del tubo auxiliar se ingresó el tubo capilar); luego ingresamos el termómetro al tubo thiele sin dejar que ingresara aceite al reactivo. 8. Luego hicimos un flameo en el codo del tubo de thiele para poder observar la ebullición , con el termómetro se observaría cuanto era su punto de ebullición 9. Y por último realizamos el mismo proceso con reactivo desconocido(butanol).

GRAFICOS

CALCULOS Y RESULTADOS

Muestra: Etanol punto de ebullición 78℃ - Muestra dada: 80℃ Muestra: Butanol punto de ebullición 117℃ - Muestra dada: 114℃

RESULTADOS DE LOS DOS REACTIVO UTILIZADOS EN LA PRÁCTICA.

CONCLUSION.

 Teniendo como referencia los puntos de ebullición teóricos nos bu podemos dar de cuenta que no son exactos, pueden tener decimales o aproximaciones al punto indicado, con estas indicaciones podemos concluir que para identificar el punto de ebullición del elemento o compuesto dado tenemos que tener un rango en el cual tiene que caer la temperatura práctica para compararla con la temperatura teórica.  Observando que si la temperatura del aceite natural sube muy rápido no se podría identificar la temperatura de ebullición del compuesto, Dada esta condición el fuego del mechero tiene que ser un flameo suave y ligero para que la temperatura del aceite no aumente con rapidez y poder observar el momento exacto donde el compuesto pasa de estado líquido a gaseoso, y de esta manera tener una temperatura que cumpla con el rango asignado para el mismo.  En toda la práctica se tiene que estar observando detalladamente el proceso de ebullición, para saber con exactitud la temperatura en la cual ocurre el cambio, se tiene que tener mucho cuidado ya que por la presión del gas puede saltar el capilar, todo el ensamblaje tiene que quedar correctamente instalado para evitar cualquier accidente.

DISCUSION De acuerdo con los datos obtenidos, los cuales son de temperatura (°C) observando un rango de diferencia entre ellas y teniendo en cuenta información ya administrada por la introducción es importante mencionar que los puntos de ebullición no son relativamente temperaturas exactas, estos datos tiene un rango de temperatura que

se conoce como un intervalo, el cual puede ser menor y mayor al punto de ebullición teórico, con esta información se podría discutir por qué al hacer la práctica siempre va haber un margen de error así sea mínimo que no da con exactitud la temperatura teórica.

PREGUNTAS Y EJERCICIOS



¿Cómo influye la presencia de impurezas en el punto de ebullición?

Lo hace aumentar ya que las moléculas que deberían separarse lo suficiente para formar el gas, están “ocupadas” solventando a las impurezas, entonces toca añadir más energía para poder lograrlo. 

¿Por qué la temperatura de ebullición se da justo cuando el líquido asciende por el interior del capilar?

Con el método del capilar, el punto de ebullición se determina en el momento en que la salida de burbujas del capilar es constante. La elevación de líquido en el capilar es resultado del desplazamiento del aire contenido en el capilar por el vapor del líquido que ha iniciado su ebullición y que se observa precisamente la salida de burbujas, (el punto de ebullición se define como la temperatura en la que la presión de vapor de un líquido se iguala a la existente en su superficie y que en este caso es la atmosférica dentro del capilar). Por eso se toma ese preciso instante como la temperatura de ebullición. 

¿Porque la presión atmosférica influye sobre el punto de ebullición?

El punto de ebullición se alcanza cuando la presión de vapor del líquido iguala la presión atmosférica. Si se aumenta dicha presión, la presión de vapor también deberá de aumentar, y para lograrlo se necesita incrementar la temperatura. El punto de ebullición, es directamente proporcional al aumento de la presión. 

¿Porque los alimentos se cocinan más fácilmente en una olla a presión?

En una olla normal con tapa, los alimentos reciben la presión atmosférica (1 atm), y se logra una temperatura máxima de ebullición del agua, 100°C.

En una olla de presión, la presión que reciben los alimentos es mayor a la atmosférica (1 atm), a esta se agrega la presión por la acumulación de vapor de agua y el aumento en la temperatura de ebullición de 100°C. En un corto tiempo la presión total equivale a dos atmósferas (2 atm) y se mantiene constante debido a la válvula de seguridad que regula la salida de vapor cuando la presión sobrepasa cierto valor. Es por esto que se logra un cocimiento más rápido y por tanto un ahorro de energía

BIBLIOGRAFIA. file:///C:/Users/USUARIO/Downloads/organica2-150520043142-lva1-app6891.pdf file:///C:/Users/USUARIO/Downloads/1889453901.TP%20N%C2%B02%20Constantes%2 0F%C3%ADsicas.pdf http://docencia.udea.edu.co/cen/tecnicaslabquimico/02practicas/practica06.htm file:///C:/Users/USUARIO/Downloads/informefinal1-160404140640.pdf