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Práctica 2
Determinación del Punto de Ebullición de una sustancia líquida pura

Objetivos
1. Determinar la temperatura de ebullición de algunos líquidos puros.
2. Corregir la temperatura de ebullición de acuerdo con las variaciones en la presión atmosférica.

Materiales y equipo
Líquido (puede ser: acetona, etanol)
Aceite mineral
Vaso de precipitados, tubo de ensayo
Soporte universalTermómetro
Mechero
Capilares

Marco teórico
Evaporación y presión de vapor
La energía cinética de las moléculas de un líquido está cambiando continuamente a medida que chocan con otras moléculas. En cualquier instante, algunas de las moléculas de la superficie adquieren la suficiente energía para superar las fuerzas atractivas y escapan a la fase gaseosa ocurriendo la evaporación. Lavelocidad de evaporación aumenta a medida que se eleva la temperatura del líquido.
Si el líquido se encuentra en un recipiente cerrado, las moléculas del vapor quedarán confinadas en las vecindades del líquido, y durante el transcurso de su movimiento desordenado algunas de ellas pueden regresar de nuevo a la fase líquida. Al principio, la velocidad de condensación de las moléculas es lenta puesto quehay pocas moléculas en el vapor. Sin embargo, al aumentar la velocidad de evaporación, también aumenta la velocidad de condensación hasta que el sistema alcanza un estado en el que ambas velocidades son iguales (véase la figura 1).


Figura 1. Evaporación de un líquido en un recipiente cerrado
En este estado de equilibrio dinámico, la concentración de las moléculas en el vapor es constante ypor lo tanto también es constante la presión. La presión ejercida por el vapor cuando se encuentra en equilibrio con el líquido, a una determinada temperatura, se denomina presión de vapor y su valor aumenta al aumentar la temperatura.
Temperatura de ebullición
La temperatura de ebullición es aquella a la cual la presión de vapor del líquido es igual a la presión externa. En este punto, el vaporno solamente proviene de la superficie sino que también se forma en el interior del líquido produciendo burbujas y turbulencia que es característica de la ebullición. La temperatura de ebullición permanece constante hasta que todo el líquido se haya evaporado.
El punto de ebullición que se mide cuando la presión externa es de 1 atm se denomina temperatura normal de ebullición y se sobreentiendeque los valores que aparecen en las tablas son puntos normales de ebullición.
Corrección de la temperatura de ebullición
En el caso de los líquidos, la temperatura de ebullición se ve afectada por los cambios en la presión atmosférica debidos a las variaciones en la altura. A medida que un sitio se encuentra más elevado sobre el nivel del mar, la temperatura de ebullición se hace menor. A unaaltura de 1500 m o 0.84 atm (Medellín, por ejemplo), el agua ebulle a 95 °C mientras que al nivel del mar el agua hierve a 100 °C.
Con el propósito de realizar comparaciones con los valores reportados por la literatura, se hace necesario corregir la temperatura normal de ebullición en un factor proporcional a la diferencia de presiones. Los factores de corrección se muestran en la tabla 1 ydependen de la polaridad del líquido.

Tabla 1. Factores de corrección del punto de ebullición por cambios en la presión.

Variación en T por p = 10 mm Hg
Teb normal (°C)
Líquidos no polares
Líquidos polares
50
0.380
0.320
60
0.392
0.330
70
0.404
0.340
80
0.416
0.350
90
0.428
0.360
100
0.440
0.370
110
0.452
0.380
120
0.464
0.390
130
0.476
0.400



Procedimiento
A untubo de ensayo pequeño se añaden 2 mL del líquido problema, se introduce un capilar sellado por uno de sus extremos de modo que el extremo abierto toque el fondo del tubo y luego se adiciona el termómetro. El sistema se coloca en un baño de aceite, tal como se ilustra en la figura 2.


Figura 2. Montaje para la temperatura de ebullición

Se calienta gradualmente (2-3 °C/min) hasta que del...