Punto de fusión

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA, FEBRERO 21 DE 2011 Práctica No. 1 CONSTANTES FÍSICAS DE COMPUESTOS ORGÁNICOS: PUNTO DE FUSIÓN
Objetivos:  Analizar los resultados obtenidos en la práctica para determinar el punto de fusión de una sustancia sólida problema.  Determinar qué factores puede afectar la determinación aproximada del punto de fusión de la sustancia problema. Cuestionario 1. A latemperatura de fusión coexiste, en equilibrio, el líquido y el sólido. Describa en qué consiste dicho equilibrio. Es la condición en la cual los potenciales químicos de una sustancia pura se igualan en las fases sólida y líquida, a una misma temperatura y presión. En general, la presión no afecta de forma considerablemente el equilibrio. En este equilibrio, las moléculas de la fase sólida vencen lasfuerzas reticulares para cambiar de estado a la fase líquida. Este potencial químico (definido como la el cambio de energía interna por unidad de masa que ocurre cuando al sistema es introducido una cantidad de otra sustancia a las mismas condiciones) al graficarlo contra la temperatura, nos muestra como las líneas correspondientes al liquido y al solido se cortan en un punto, el cual correspondea la temperatura de fusión de la sustancia pura1.

Figura 1. Diagrama μ vs T

2. ¿Por qué es aconsejable usar un baño de aceite para la determinación de la temperatura de fusión? ¿Por qué debe ser muy lento el calentamiento del baño de aceite? En este caso se necesita una sustancia que permita alcanzar altas temperaturas sin cambiar sus propiedades físicas, por ende se necesita una sustanciade elevado punto de ebullición respecto a otras sustancias, para elevar la temperatura sin que haya riesgo de evaporación. El calentamiento debe ser lento para que el aceite pueda circular por el tubo de Thiele permitiendo una distribución uniforme del calor que recibe y esto haga que la temperatura leída en el termómetro corresponda a la de todo el aceite y por ende a la que ocurre el fenómeno.3. ¿Además del aceite es posible utilizar otros líquidos para esta misma práctica? ¿Cuáles? ¿Qué criterios deben tenerse en cuenta para su elección? Se puede utilizar otra sustancia como la glicerina, los criterios que se deben tener en cuenta son cuenta el punto de ebullición, que como ya se mencionó debe ser elevado, y un calor específico pequeño, pues se requiere una transferencia de caloreficiente al capilar para que la sustancia llegue al equilibrio deseado. Además de esto el líquido usado debe permitir la observación de lo que está ocurriendo del tubo de Thiele, ya que de esto depende la lectura más exacta en lo posible del dato necesitado, en este caso el punto de fusión. 4. ¿Por qué la temperatura de fusión de muchos sólidos se reporta como un rango? Porque las sustancias no sontotalmente puras entonces no existe una temperatura única a la cual alcancen el equilibrio, a demás se requiere una ganancia significativa de energía para que la sustancia pase de estado sólido a líquido. Por lo anterior se puede ver este punto de fusión como un criterio de pureza, entre menor sea el rango, menor es el porcentaje de impurezas que la sustancia contenga.2 5. Estrictamente hablando,¿Por qué no debería decirse punto de fusión? Complementando lo anterior, dada la organización molecular de un sólido puro, un valor único de temperatura correspondería al punto de congelación, pero algunas interacciones con otras sustancias (impurezas) alteran este valor. Y hace que se produzca una diferencia notable en la temperatura en la cual empieza a fundir y la cual queda completamente enestado sólido. 6. ¿Cuál es la influencia de una impureza insoluble en la temperatura de fusión de un sólido? La presencia de impurezas solubles da lugar a un descenso en el intervalo de fusión, esto debido a la ley de Raoult que dice que la presencia de un soluto crea un descenso en la temperatura en que la sustancia funde3. Sin embargo, si la impureza no es soluble, la sustancia funde a la...