Determinación de puntos de fusión y puntos de
                  ebullición

Objetivos
  • Identificar técnicas para determ...
Los puntos de fusión de las moléculas reflejan hasta cierto
punto el tipo de fuerzas intermoleculares que están
presentes ...
Aceite              101 ºC               98   ºC
  Clorox              1,17 ºC              78   ºC
  Leche               ...
c) Poder conducir bien el calor pero paulatinamente.

     Los compuestos que se usan sueles cumplir bien estas
     condi...
temperaturas de congelación y de ebullición del agua en
100 partes iguales. Usted encontrará a veces esta escala
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procedimientos son para hallar puntos de fusion de otras
sustancias.




5. La palabra que más se relaciona con el termino...
Presión atmosférica
La presión atmosférica es la presión ejercida por el aire
atmosférico en cualquier punto de la atmósfe...
número redondo, este cambio tiene una ventaja práctica
porque 100 kPa equivalen a una altitud aproximada de 112
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como por ejemplo las utilizadas para obtener café
descafeinado.

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Determinación de puntos de fusión y puntos de ebullición

  1. 1. Determinación de puntos de fusión y puntos de ebullición Objetivos • Identificar técnicas para determinar puntos de fusión • Relacionar variables de PF y PE en diferentes sustancias, diseñando curvas ¿ Que es la energía? RTA: capacidad de un sistema físico para realizar trabajo. La materia posee energía como resultado de su movimiento o de su posición en relación con las fuerzas que actúan sobre ella. Puntos de fusión y puntos de ebullición Identificación fusión y ebullición El punto de fusión es el Temperatura a la que paso de una sustancia la presión de vapor de de estado solido a un líquido se iguala a estado liquido por la la presión atmosférica acción del calor, Este existente sobre dicho cambio se lleva acabo líquido. A cambio a una temperaturas inferiores temperatura al punto de ebullición, determinada, la cual no la evaporación tiene experimenta muchas lugar únicamente en la variaciones con los superficie del líquido. cambios de presión
  2. 2. Los puntos de fusión de las moléculas reflejan hasta cierto punto el tipo de fuerzas intermoleculares que están presentes y los de ebullición de un liquido depende de la presión exterior y es mayor entre mayor sea la presión. Veremos y analizaremos los resultados experiméntales de los puntos de fusión y puntos de ebullición. Resultados experimentales de punto de fusión Temperatura de Temperatura de Compuesto fusión reportada fusión sólido (·C) experimental (·C) Naftaleno 333·k (79,85)k 76 ºC Fructosa 47 ºC A 64 ºC 85ºC Parafina 459K(185,85) ºC 52(60 ºC) Sacarosa (azucar 146 ºC A 156 ºC 106 ºC (120 ºC) comun) Glucosa 150 ºC A 162 ºC 102C(115 ºC) Resultados experimentales punto de ebullición Compuesto Temperatura de Temperatura de sólido ebullición ebullición reportada (·C) experimental (·C) Etanol 351K(78,4 ºC) 205 ºC
  3. 3. Aceite 101 ºC 98 ºC Clorox 1,17 ºC 78 ºC Leche 1,18 ºC 80 ºC Vinagre 1,20 ºC 95 ºC Cuestionario 1. ¿Por qué es aconsejable usar un baño de aceite para la determinación de la temperatura de fusión?¿Por que debe ser muy lento el calentamiento del baño de aceite? RTA: La sustancia a usar en un baño calefactor para determinar punto de fusión debe tener las siguientes características: a) Tener un punto de ebullición (si es liquida) o fusión (si es sólida) mas alto que el punto de fusión de la sustancia. b) No descomponer antes (ni cerca) del punto de fusión de las sustancia.
  4. 4. c) Poder conducir bien el calor pero paulatinamente. Los compuestos que se usan sueles cumplir bien estas condiciones. 2. ¿Cuál es la influencia de una impureza insoluble en la temperatura de fusión de un sólido? • RTA: Las impurezas afectan el punto fusión ya que por lo regular fundiría a menor o mayor temperatura, desde luego no hay una influencia en el punto, más si en el rango de fusión. • El rango es el que varía, por lo regular un rango alto indica la presencia de impurezas insolubles, este es un criterio de pureza. Fusión ya que por lo regular fundiría a menor o mayor temperatura, desde luego no hay una influencia en el punto, más si en el rango de fusión. 3. ¿ Cuales son las escalas mas comunes para medir la temperatura? RTA: La temperatura es el nivel de calor en un gas, líquido, o sólido. Tres escalas sirven comúnmente para medir la temperatura. Las escalas de Celsius y de Fahrenheit son las más comunes. La escala de Kelvin es primordialmente usada en experimentos científicos. Escala Celsius La escala Celsius fue inventada en 1742 por el astrónomo sueco Andrés Celsius. Esta escala divide el rango entre las
  5. 5. temperaturas de congelación y de ebullición del agua en 100 partes iguales. Usted encontrará a veces esta escala identificada como escala centígrada. Las temperaturas en la escala Celsius son conocidas como grados Celsius (ºC). Escala Fahrenheit La escala Fahrenheit fue establecida por el físico holandés- alemán Gabriel Daniel Fahrenheit, en 1724. Aun cuando muchos países están usando ya la escala Celsius, la escala Fahrenheit es ampliamente usada en los Estados Unidos. Esta escala divide la diferencia entre los puntos de fusión y de ebullición del agua en 180 intervalos iguales. Las temperaturas en la escala Fahrenheit son conocidas como grados Fahrenheit (ºF). Escala de Kelvin La escala de Kelvin lleva el nombre de William Thompson Kelvin, un físico británico que la diseñó en 1848. Prolonga la escala Celsius hasta el cero absoluto, una temperatura hipotética caracterizada por una ausencia completa de energía calórica. Las temperaturas en esta escala son llamadas Kelvins (K). 4. Analice el por qué de la forma tan particular del tubo de Thiele. RTA: El tubo de thiele es el que tiene en su base un desprendimiento en forma triangular por donde también circula la sustancia contenida en el cuello del tubo(generalmente aceite mineral o glicerina),sirve generalmente para calentar sustancias de una forma no muy directa pues la llama del mechero no se coloca en la base del tubo sino en su desprendimiento triangular para que de allí fluya el calor hacia el cuello del tubo. Estos
  6. 6. procedimientos son para hallar puntos de fusion de otras sustancias. 5. La palabra que más se relaciona con el termino ebullición es: RTA: Hervir 6. Cuando un líquido hierve: RTA: La temperatura aumenta con el tiempo. 7. El punto de ebullición es una propiedad característica: RTA: De los líquidos 8. El punto de ebullición de una sustancia es de 6 ºC. Si se colocan 3ml de esta sustancia en un salón donde la temperatura es de 25 ºC, la sustancia se encontrara en: RTA: Los estados liquido y gaseoso 9. El punto de ebullición de un liquido puro puede variar por: RTA: El valor de la presión a la que se encuentre. 10. Inicialmente el punto de ebullición de un líquido es de 78 ºC pero la temperatura sigue subiendo a medida que se evapora mas liquido. ¿Cuál crees que es la razón? RTA: Pues generalmente la temperatura aumenta por que el líquido se evapora mas y mas lo que hace que las moléculas estén en constante movimiento y cada vez aumente mas la temperatura.
  7. 7. Presión atmosférica La presión atmosférica es la presión ejercida por el aire atmosférico en cualquier punto de la atmósfera. Normalmente se refiere a la presión atmosférica terrestre, pero el término es generalizable a la atmósfera de cualquier planeta o satelite. La presión atmosférica en un punto representa el peso de una columna de aire de área de sección recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el límite superior de la atmósfera. Como la densidad del aire disminuye cuando nos elevamos, no podemos calcular ese peso a menos que seamos capaces de expresar 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 la superficie terrestre; por el contrario, es muy fácil medirla. La presión atmosférica en un lugar determinado experimenta variaciones asociadas con los cambios meteorológicos. Por otra parte, en un lugar determinado, la presión atmosférica disminuye con la altitud, a causa de que el peso total de la atmósfera por encima de un punto disminuye cuando nos elevamos. La presión atmosférica decrece a razón de 1 mmHg o Torr por cada 10 m de elevación en los niveles próximos al del mar. En la práctica se utilizan unos instrumentos, llamados altímetros, que son simples barómetros aneroides calibrados en alturas; estos instrumentos no son muy precisos. La presión atmosférica estándar, 1 atmósfera, fue definida como la presión atmosférica media al nivel del mar que se adoptó como exactamente 101 325 Pa o 760 Torr. Sin embargo, a partir de 1982, la IUPAC recomendó que para propósitos de especificar las propiedades físicas de las sustancias "el estándar de presión" debía definirse como exactamente 100 kPa o (≈750,062 Torr). Aparte de ser un
  8. 8. número redondo, este cambio tiene una ventaja práctica porque 100 kPa equivalen a una altitud aproximada de 112 metros, que está cercana al promedio de 194 m de la población mundial.1 Diagrama de fase de una sustancia pura Los diagramas de fase más sencillos son los de presión - temperatura de una sustancia pura, como puede ser el del agua. En el eje de ordenadas se coloca la presión y en el de abscisas la temperatura. Generalmente, para una presión y temperatura dadas, el cuerpo presenta una única fase excepto en las siguientes zonas: • Punto triple: En este punto del diagrama coexisten los estados sólido, líquido y gaseoso. Estos puntos tienen cierto interés, ya que representan un invariante y por lo tanto se pueden utilizar para calibrar termómetros. • Los pares (presión, temperatura) que corresponden a una transición de fase entre: o Dos fases sólidas: Cambio alotrópico; o Entre una fase sólida y una fase líquida: fusión - solidificación; o Entre una fase sólida y una fase vapor (gas): sublimación - deposición (o sublimación inversa); o Entre una fase líquida y una fase vapor: vaporización - condensación (o licuefacción). Es importante señalar que la curva que separa las fases vapor-líquido se detiene en un punto llamado punto crítico. Más allá de este punto, la materia se presenta como un fluido supercrítico que tiene propiedades tanto de los líquidos como de los gases. Modificando la presión y temperatura en valores alrededor del punto crítico se producen reacciones que pueden tener interés industrial,
  9. 9. como por ejemplo las utilizadas para obtener café descafeinado. Es preciso anotar que, en el diagrama PV del agua, la línea que separa los estados líquido y sólido tiene pendiente negativa, lo cual es algo bastante inusual. Esto quiere decir que aumentando la presión el hielo se funde, y también que la fase sólida tiene menor densidad que la fase líquida. Diagrama de fases del agua La riqueza del diagrama de fases del agua (capaz de presentar trece estructuras cristalinas diferentes) descansa en las sutilezas de las fuerzas existentes entre sus moléculas. La existencia de potenciales de interacción adecuados para el agua resulta crucial para poder realizar con éxito simulaciones de moléculas biológicas. Treinta años después de que se realizara la primera simulación de agua, 1 ha sido posible determinar el diagrama de fases completo para dos modelos de agua tremendamente populares, el TIP4P y el SPC/E. El modelo TIP4P proporciona una descripción cualitativamente correcta del
  10. 10. diagrama de fases, mientras que el modelo SPC/E fracasa estrepitosamente. Este trabajo muestra como la predicción del diagrama de fases es uno de los exámenes más severos a que puede someterse un potencial de interacción. Por esta razón, la determinación del diagrama de fases, será tremendamente útil para mejorar los modelos de agua Existentes en estos momentos. Ilustraremos también como Puede determinarse la curva de fusión de un modelo de agua partiendo de la curva de fusión de otro modelo de potencial diferente. Las simulaciones predicen comportamientos nuevos a un no encontrados experimentalmente, como por ejemplo la existencia de comportamiento reentrarte en las curvas de fusión de los hielos de baja densidad. También se mostrar a como es posible la obtención de fases atmosféricas a baja Temperatura siempre que al variar la presión se traspase una curva de fusión.

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