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PUNTO DE FUSION

TEORIA

Las propiedades físicas de una sustancia, tales como: color, olor, forma cristalina, punto de fusión, punto de ebullición, son características muy útiles para reconocer e identificar compuestos orgánicos.
La más importante de éstas, para sustancias sólidas, es el punto de fusión que puede determinarse rápida y precisamente mediante el uso de aparatos simples ypequeñas cantidades de material.
Esta combinación de accesibilidad e importancia hacen que el punto de fusión sea extremadamente útil para reconocer un compuesto conocido y caracterizar uno nuevo.
Se define al punto de fusión como: la temperatura a la cual el sólido existe en equilibrio con el líquido a la presión atmosférica.
La característica de un compuesto puro es que mientras coexisten lasdos fases en equilibrio, la temperatura (punto de fusión) se mantiene constante; pues debe tenerse en cuenta que si se retira suavemente calor del sistema, la temperatura de éste no bajará hasta que todo el líquido cristalice (solidifique) ya que el proceso de cristalización libera calor. Sólo cuando todo el líquido ha cristalizado la temperatura comienza a bajar. Si se entrega calor al sistemala temperatura no aumentará mientras el mismo se requiera para fundir sólido cristalino (calor de fusión).

Efecto de otra sustancia sobre el punto de fusión:
De acuerdo con la ley de Raoult, el descenso de la presión de vapor del solvente en una solución respecto de la del solvente puro, está dado por la ecuación (1):


 P = P01 - P1 = X2. P10
siendo:

P1 = X1 .P01 y X1 + X2 = 1

Donde:

P10 = presión de vapor del solvente puro.

P1 = presión de vapor del solvente en la solución.

X2 = fracción molar de soluto.

P = descenso de la presión de vapor.

Nótese que el P es proporcional a X2.

Sobre estas bases se explica el descenso del punto de fusión o el ascenso del punto de ebullición de un solvente por el agregado de un soluto.Para ello considérese el equilibrio sólido-líquido-vapor, de una sustancia típica presentado en la Figura I.








Por el agregado de un soluto la presión de vapor descenderá de su estado de equilibrio original E1 (dado por las líneas llenas) a un estado de equilibrio E2 (dado por las líneas de puntos). Obsérvese que la curva de equilibrio sólido-vapor no se modifica porque la presión devapor del sólido no se afecta.
Por lo tanto el punto de fusión desciende un valor (T1-T2) y el punto de ebullición aumenta un valor de (T4-T3).

Influencia de la composición sobre el punto de fusión de una mezcla.
La volatilidad de un soluto no afecta el descenso del punto de fusión, pero debemos estar seguros de que el sólido que está en equilibrio con la solución es el solvente puro y nouna solución sólida, un compuesto del soluto y del solvente, o el soluto puro. En ausencia de soluciones sólidas, el punto de congelación o mejor dicho el de fusión siempre sufre un descenso en soluciones diluidas, pero si la solución es demasiado concentrada, al disminuir la temperatura el soluto puede precipitar antes que el solvente. En la Figura II se muestra un ejemplo típico delcomportamiento del punto de fusión en función de la composición del sistema, en este caso ácido tricloro-acético (CCl3COOH) y benceno (C6 H6).
Al enfriarse una solución que contenga menos de 76,5 mol.% de benceno, la solución se satura en ácido tricloroacético,y es el primer sólido que se separa. Al enfriar una solución que contenga 76,5 a 100 mol % de benceno, el primer sólido que separa es bencenopuro. Hay una composición especial 76,5 mol % de beceno (punto E), que se satura con respecto de los dos componentes simultáneamente, no se solidifica hasta que la temperatura llega a -4C y al continuar el enfriamiento después de esta temperatura, precipitan ambos sólidos. Una solución con esta composición se llama eutéctica y su punto de fusión se llama punto eutéctico.

Punto de fusión de la...