Punto de Fusion y Ebullicion

 

ESPOL - FCNM – DCQA LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA PAO I 2020 PUNTO DE FUSIÓN Y DE EBULLICIÓN

Fecha: 26 / 06 / 2020

Paralelo: 201 Informe # 2

Integrantes: Joellyan Valenica, Melanie Pownall Profesor: Ing. Christian Moreno

1.  Objetivo General   Determinar el punto de fusión y de ebullición de sustancias puras mediante el uso de un laboratorio virtual para la comprobación de las leyes físicas de la materia y la influencia de la temperatura.

2.  Objetivos Específicos 1. Ana Analiz lizar ar la relac relación ión exis existen tente te entre las fue fuerza rzass interm intermole olecul culare aress de cada susta sustanci nciaa con sus respectivos puntos de fusión y ebullición para la identificación de los factores externos que influyen en este proceso. 2. Compa Comparar rar los valo valores res obten obtenidos idos expe experimen rimentalmen talmente te con los valor valores es teóric teóricos, os, para la obte obtención nción de los porcentajes de error.

 

3. Da Dato toss reco recopi pila lado doss Tabla 1.  Datos recopilados de las sustancias y sus rangos de fusión.

SUSTANCIA

TEMPERATURA INICIAL (◦C)

TEMPERATURA FINAL (◦C)

Cafeína

237

253

Agua

-1

4

Plata

962

986

Etanol

-114

-99

Tabla 2.  Datos recopilados de las sustancias y sus rangos de ebullición.

SUSTANCIA

TEMPERATURA DE EBULLICIÓN(◦C)

Acetona

56

Etanol

78

 

4. Al Algo gori ritm tmoo d dee rres esol oluc ució ión n

 

➔

 PUNTO DE FUSIÓN

Punto de fusión. Figura 1. Pasos para la resolución de la práctica. Punto

 

➔

PUNTO DE EBULLICIÓN

 

Punto de ebullición. Figura 2. Pasos para la resolución de la práctica. Punto

5. Re Resu sult ltad ados os obte obteni nido doss Fórmulas utilizadas:

 

❖   Temperatura

❖ 

%error =(

Media=

Temperatura final + Temperatura Inicial 2

| Experimental −Teórico| Teórico

 

) × 100

Tabla 3.  Puntos de fusión y porcentaje de error 

SUSTANCIA

PUNTO DE DE F FU USIÓN EXPERIMENTAL (◦C)

PUNTO DE FUSIÓN TEÓRICO (◦C)

PORCENTAJE DE ERROR (%)

(Temperatura Media)

Cafeína

245

237

3.38

Agua

1.5=274.5k

0=273k

0.55

Plata

974

961.8

1.27

Etanol

-106.5

-114.1

6.66

 

Tabla 4.  Puntos de ebullición y porcentaje de error 

SUSTANCIA

PUNTO DE FUSIÓN EXPERIMENTAL (◦C)

PUNTO DE FUSIÓN TEÓRICO (◦C)

PORCENTAJE DE ERROR (%)

(Rango de Ebullición)

Acetona

56

56-57

0.88

Etanol

78

78-79

0.64

  6. An Anál ális isis is de re resu sult ltad ados os En esta práctica se realiza el análisis de dos propiedades físicas intensivas de las sustancias, el punto de fus fusión ión y el de ebu ebulli llición ción.. Est Estas as pro propie piedad dades es son espec específi íficas cas de las susta sustanci ncias as y dep depend enden en directamente de su estructura química y de las fuerzas intermoleculares que actúan en cada una. Si una sustancia posee una alta fuerza intermolecular esto conlleva a que los enlaces sean más difíciles de romper y resu resulta lta en punto puntoss de fusió fusiónn y de ebullición más elevado elevados, s, porque se requi requiere ere más calor   para pasar del estado sólido a líquido, y de líquido a gas, respectivamente. Por otro lado, si la sustancia sust ancia posee una baja fuer fuerza za inter intermolecu molecular lar se reque requerirá rirá menos calor para separ separar ar las moléculas resultando en puntos de ebullición y de fusión más bajos. En el simulador Gizmos se obtuvo un rango de fusión de las sustancias, tomando en cuenta la temperatura inicial a la cual la sustancia comienza a cambiar a estado líquido y la temperatura final, cuando ya rango toda ladesustancia líquida. calculó a obteniendo partir de estos tomados una temperatura media del fusión deeslas cuatroSesustancias, los datos siguientes resultados: cafeína= 245◦C, 245◦ C, etano etanoll = -106 -106.5◦C .5◦C , pplata= lata= 9974◦C 74◦C,, y agua agua= = 1.5◦ 1.5◦C. C. Des Después pués ddee esto el ssiguien iguiente te paso fue comparar los valores experimentales con los teóricos, obteniendo porcentajes de error entre 0.5% y 7% lo que es muy aceptable en un laboratorio químico. Debido a que el valor teórico del punto de fusión del agua es 0 se procedió a convertir en Kelvin para así poder hacer el cálculo matemático y obtener el porcentaje de error. Este error encontrado se debe a que al manejar un simulador virtual se  presenta dificultad al momento de manejar la perilla que incrementa la temperatura, no pudiendo controlar de manera más eficiente. Otro limitante presente es el error humano, porque a pesar de estar  observando la sustancia para ver en qué momento exacto comienza a cambiar de estado y cuando ya cambió por completo, sigue siendo algo ambiguo que depende del observador.

 

El etanol y el agua son líquidos a temperatura ambiente -debido a esto se utilizó el laboratorio frío-, ambos son compuestos polares y presentan puentes de hidrógeno gracias a los radicales -OH, sin embargo, el agua tiende a formar más puentes de hidrógeno que el etanol, por lo tanto, el punto de fusión del agua es más alto al presentar mayores fuerzas intermoleculares siendo estas más difíciles de separar. La cafeína y la plata son sólidos a temperatura ambiente -debido a esto se utilizó el laboratorio normal-. La cafeína es un sólido molecular que presenta una interacción intermolecular de fuerza intermedia por ser covalente polar, mientras que la plata es un metal con enlaces metálicos de gran requiere calor paramu fusionarse ess lacalo de, lalas els ag agua ua fuerza. y por porLaúlti úlsustancia timo mo,, el que etan etanol ol qu queemayor requ requie iere re de much choo me meno nos caplata, lor, r, seguido por por ende ende, lacafeína, s fu fuer erza zas intermoleculares del etanol, aun teniendo presente puentes de hidrógeno que son fuerzas altas, en comparación con las demás sustancias son inferiores. En la segunda parte de esta práctica se obtiene el punto de ebullición de dos sustancias, etanol y acetona, siendo 78◦C y 56◦C respectivamente. Estos valores experimentales son muy cercanos a los valores teóricos por lo que el porcentaje de error es mínimo. Errores en esta práctica pueden venir de un mal manejo del calientaplatos eléctrico calentando muy rápidamente el baño de agua, o alinear de manera errónea el termómetro con el nivel de sustancia en el tubo. El etanol posee un mayor punto de ebullición que la acetona debido a que este presenta puentes de hidrógeno -como ya se explicó anteriormente- mientras que la acetona tiene un doble enlace polar CO que resulta en fuerzas dipolodipolo, y es conocido que las fuerzas de dipolo-dipolo son menores a las formadas por puentes de hidrógeno.

7. Concl onclu usione ioness - Se logr logróó dete determ rmin inar ar el punt puntoo de fusi fusión ón y ebul ebulli lici ción ón expe experi rime ment ntal al de dife difere rent ntes es cuer cuerpo poss utilizando el laboratorio virtual: Gizmos. - Se an anal aliz izóó la rela relaci ción ón qu quee exis existe te entr entree las las fu fuer erza zass inte interm rmol olec ecul ular ares es de las las su sust stan anci cias as estudiadas estud iadas,, encontran encontrando do así su punto de fusión. De los datos obtenido obtenidoss experimen experimentalme talmente, nte, el °C)) y el más bajo el del etanol (-106.5  °C °C)) esto se debe a  punto más elevado es el de la plata (974 (974°C que las fuerzas intermoleculares de la plata son más fuertes que las del etanol. En cambio en el °C)) y el más bajo el de la acetona (56°C (56 °C), ), por   punto de ebullición, el más alto es del etanol (78 (78°C  presentar fuerzas de dipolo-dipolo. dipolo-dipolo. - Se com compar paróó los result resultado adoss obte obtenid nidos os con una una tabla ve verif rificad icadaa dond dondee mues muestre tre va valor lores es más exactos y se obtuvo porcentajes de errores muy bajos, sobre todo en los datos obtenidos del punto de ebullición que prácticamente son iguales a los teóricos. Mientras que  para los puntos de fusión hubo una diversidad de porcentajes porcentajes de error, siendo el más bajo el del agua con 0.55%. 0.55%. Hizo falta más precisión a la hora de tomar las temperaturas de los sólidos.

 

8.

Recomendaciones ➢

➢ ➢

Calentar el baño de agua de manera lenta y controlada, Si se lo realiza de forma rápida no se tendrá un control sobre la temperatura, ni se podrá anotar la temperatura preliminar ni final de ebullición con exactitud, ya que variará muy rápido. Realizar la práctica con diferentes volúmenes de las sustancias, para reafirmar que son  propiedades intensivas. Realizar el experimento en un lugar con temperatura ambiente, pues la temperatura del entorno puede acelerar o alentar el procedimiento.

9. Bi Bibl blio iogr graf afía ía ccon onsu sult ltad adaa ● Morti Mortimer, mer, C C.. E. (1 (1983) 983).. Quím Química ica (5 (5.a .a ed. ed.). ). Gru Grupo po Ed Editoria itoriall Iber Iberoamér oamérica. ica. ● Bro Brown, wn, Lema Lemay, y, & Bur Burste sten. n. (202 (2020). 0). Qui Quimic mica: a: La Cie Cienci nciaa Cen Central tral,, 11/ 11/ed. ed. (1st (1st.. ed. ed.). ). Pear Pearson son Education.

 

10. ANEXOS CAFEÍNA

 

PLATA

 

ETANOL

 

AGUA