Determinacion punto de fusion

OBJETIVOS
a) Utilizar el punto de fusión como criterio de pureza de las sustancias sólidas. b) Determinar el punto de fusión en diferentes tipos de aparatos y realizar la calibración del termómetro del aparato de Fisher-Johns. c) Aplicar el punto de fusión mixto como criterio de identidad de un compuesto Orgánico.
ANTECEDENTESa) Punto de fusión como constante física: El punto de fusión de un sólido y recíprocamente el punto de solidificación de un líquido se define como la temperatura a la cual, para una presión dada, las fases sólida y líquida están en equilibrio, o dicho de forma cuantitativamente más correcta, la temperatura a la cual las presiones devapor de las fases sólida y líquida son iguales. Es un valor constante para sustancias puras y sirve de valiosa ayuda en la identificación de compuestos orgánicos sólidos y en la determinaciónde su pureza.
b) Factores que determinan la fusión de un sólido: La presión y su pureza.
c) Métodos, aparatos y equipos para determinar punto de fusión:Tubo de Thiele,
Fisher-Johns, Kofler, Büchi, etc.:
Tubo capilar
Una pequeña cantidad de la muestra pulverizada se introduce dentro de un capilar delgado de vidrio y cerrado por un extremo, de 1 mm de diámetro por 100 mm de largo. La muestra se compacta en el interior del tubo hasta que se obtiene una columna de polvo de uno o dos mm de altura. El capilar se sitúa adyacente al bulbo de untermómetro introducido en un fluido que es objeto de calentamiento. Por observación directa de la fusión se determina la temperatura a la que ésta tiene lugar.
Método con tubo de Thiele: Montado el equipo mostrado en la figura, se calienta el baño de aceite de silicona (antiguamente ácido sulfúrico) lentamente hasta unos 10 ó 20º C por debajo del punto de fusión previsto de la muestra. Luego se vacalentando a razón de unos 2ºC por minuto, con agitación constante, hasta que tenga lugar la fusión. La muestra se observa a simple vista o con una lupa.
Método con aparato Büchi: La parte esencial del aparato está constituida por un recipiente en forma de U. En la rama posterior se sitúa un agitador accionado por un motor y en la rama anterior se sitúa el termómetro y el capilar o capilares con lamuestra. En la caja inferior del aparato se sitúa el transformador de tensión para la resistencia eléctrica que calienta el fluido, el interruptor la lámpara de iluminación y el reostato para regular el calentamiento.
Platina calefactora
Existen varios aparatos para la determinación de puntos de fusión mediante el empleo de platinas calefactoras.
El primero de ellos es el aparato Fisher-Johns,donde una pequeña porción del sólido se sitúa entre dos láminas de vidrio del tipo cubreobjetos, que se sitúan en un bloque metálico calentado eléctricamente. La temperatura se regula por medio de un reostato. La muestra se observa con ayuda de una lupa.
Los microscopios de Nalge-Axelrod, de Kofler, y otros, consisten en microscopios cuya platina se ha adaptado para poder calentar la muestra deforma controlada mediante una resistencia eléctrica. La temperatura de fusión se determina mediante termómetros tipo termopar o sondas Pt-100 adaptadas a la platina.
Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC).
La Calorimetría Diferencial de Barrido (Differential Scanning Calorimetry, DSC), y anteriormente el análisis térmico diferencial (ATD), constituyen los métodos más exactos de determinación delpunto de fusión de una sustancia. Se calientan simultáneamente la muestra y una referencia inerte (p.e. alúmina) en el interior de horno controlado en temperatura y atmósfera. La muestra y la referencia están situadas sobre dos pequeñas platinas individuales dotadas de un sensor de temperatura y de una pequeña resistencia que compensa las variaciones de temperatura que aparecen entre ellas a...