Propiedades de la materia y sus aplocaciones

Introducción

La materia al ser todo lo que ocupa lugar en el espacio y que tiene masa, esto es todo lo que nos rodea. La materia tiene tres estados principales, el sólido, el líquido y el gaseoso. El sólido tiene una distribución de átomos muy cercana y una forma definida, el líquido las moléculas están separadas por una distancia superior y su forma depende del recipiente que lo contiene y el gaseoso una distancia aun mayor, siempre expandiéndose hasta llenar el recipiente que lo contenga (1).los estados de la materia pueden variar dependiendo de diversos factores que afectan a su composición. Ésta materia se puede sub-clasificar de distintas formas, también siendo llamadas sustancias, una forma de materia que tiene composición definida y propiedades distintivas (2). Una de sus propiedades es la solubilidad, que se define como la máxima cantidad de soluto que se disolverá en una cantidad dada de disolvente a una temperatura específica (2). En el práctico nos centraremos en  esta propiedad de las sustancias y los cambios de estados de la materia.

Objetivos

• Ver la solubilidad de distintas sustancias en distintos medios
• Observar cambios de estado: la fusión de distintas sustancias y la sublimación                                      del yodo

Procedimiento experimental

Se comenzó el primer práctico rotulando 20 tubos con el solvente y soluto, que se les colocó de tal manera que queden en la gradilla los mismos solutos en fila y los solventes en columnas. Se tomó la primera fila y se les agregó con la espátula una punta del soluto NiCl₂, se repite el mismo procedimiento con las siguientes 4 filas, con los solutos NaCl, CuSO₄*5H₂O, Ca (OH)₂ y MgCl₂ en el respectivo orden. Luego se les agrego el solvente por columnas, a la primera se le agregó 3mL aprox. De agua destilada y se repitió el procedimiento en las siguientes columnas con los siguientes solventes C₂H₅OH, CH₂Cl (DCM) y C₆H₁₄ en el respectivo orden. Teniendo las soluciones hechas se llevaron a agitar en el equipo VORTEX por algunos segundos cada tubo.

Continuando con el práctico, se presentaban tres distintas muestras ya pulverizadas en morteros para cada muestra, ácido benzoico, ácido acetilsalicílico y acetanilida. Se comenzó tomando un capilar introduciéndole el ácido benzoico, luego que este estuviera bien posicionado en el capilar, se procedió a introducirlo en el equipo “meting point” puesto en una temperatura inicial de 110°. Se observó la muestra y se anotó la temperatura del primer cambio en la muestra, luego cuando se volvió completamente liquida, se anotó nuevamente. El procedimiento fue el mismo para el ácido acetilsalicílico, solo que la temperatura inicial puesta en el equipo fue de 125°. Para último la acetanilida se realizó nuevamente el mismo procedimiento, pero con una temperatura inicial de 105°, anotando los resultados en ambos casos y luego se desechó cada capilar.

En el tercer y último practico, el profesor a cargo realiza el procedimiento  para la sublimación del yodo. El un vaso precipitado que contenía bolitas de yodo en estado sólido se le agrego yoduro de  potasio en cantidad similar al yodo, esto se llevó a la placa calefactora. Se tapó con un vidrio reloj y algodón en la boquilla del vaso y se colocó hielo seco sobre el vidrio reloj. Todo este procedimiento el profesor a cargo lo realizó bajo una campana.

Resultados:

Pruebas de Solubilidad

Las soluciones que estuvieron en agua obtuvieron una solubilidad óptima, no hubo precipitaciones y  donde los solutos 1 y 3 diluyeron su color de forma homogénea al solvente. El soluto 4 fue parcialmente soluble al diluirse pero presentar precipitación igualmente. Las soluciones en etanol no tuvieron solubilidad eficaz, a pesar de diluir color en el solvente con algunos solutos  igualmente se presentaban en los tubos precipitaciones en el fondo. Los solutos 2 y 3 no presentaron reacción. Los solutos problema introducidos al diclorometano, no tuvieron reacción, precipitando por completo en el fondo del tubo, presentaron insolubilidad. Los solutos problema introducidos al hexano, igualmente no tuvieron reacción, precipitando por completo en el fondo del tubo, presentaron insolubilidad a este compuesto.

En cuanto a los resultados de los puntos de fusión, los resultados están en la siguiente tabla:

Tabla N°1: temperaturas de fusión

Por la diferencia de las temperaturas, se obtiene que el ácido benzoico y el ácido acetilsalicílico son impuros por tener una diferencia de mayor a 2° y que la acetanilida entra al grupo de puros por tener la diferencia de 2°

Finalmente a los resultados de sublimación de yodo, se logró que el yodo pasara a estado gaseoso, esto ocurrió cuando el yodo solido llego a la temperatura de 113.7°C. Alcanzando esta temperatura comenzó a emanar un gas morado el cual al tener contacto con las paredes del vaso precipitado, se formaron cristales y al tener contacto con el vidrio reloj que contenía el hielo, pasó de estado gaseoso a estado sólido otra vez. Finalmente quedo en el fondo del vaso solo el yoduro de potasio.

Grafico N°1: Diagrama de fases para el yodo

[pic 1]

Discusión

La solubilidad es la capacidad que posee una sustancia para disolver a otra, donde el soluto es ingresado a disolverse en un disolvente, el resultado puede ser que sea soluble, parcialmente soluble o insoluble. Los disolventes varían su solubilidad según los solutos y estos según el disolvente, dependiendo así, si son polares o apolares o ya sea por su reactividad, es decir, compuestos con menor reactividad tienen una menor solubilidad y de manera cualitativa según la concentración del soluto en la solución.

Los solventes Diclorometano (DCM) y Hexano al ser mezclados con los solutos todas las disoluciones fueron  insolubles, esto debido a su polaridad se comportaron como disolventes aproticos (3) quienes pueden o no contener hidrogeno en sus moléculas pero están unidos a átomos poco electronegativos, por lo que pierden la capacidad de ceder o aceptar electrones, que es lo que explica la concentración de soluto observada en el fondo de los  tubos, insolubilidad. En cambio  los disolventes Agua y Etanol presentaron más solubilidad  que  a los solventes ya mencionados debido a que en su estructura se encuentran protones (H+) unidos a elementos altamente electronegativos,  donde tendrán la capacidad de ceder los H+ y así tener con algunos solutos solubilidad.

Enfocándose en las reacciones que obtuvo el soluto NaCl con los distintos solventes, donde  obtuvo gran solubilidad, es un soluto iónico, compuesto por iones donde el ion Na+ es parte de los cationes y el ion Cl- correspondiente a aniones. Sus cantidades de cargas negativas y positivas son iguales por lo que se mantiene neutra la molécula. Ante la presencia de Agua (H2O) fue soluble ya que el agua por tener enlaces covalente posee cargas parciales, donde el H son parcialmente positivas y el O parcialmente negativo. De esta manera los iones de Na+ son rodeados por los polos negativos de agua (O) y los iones de Cl- son rodeados por los polos positivos (H) separando as la estructura cristalina. En el medio con Etanol, DCM  y Hexano la sal fue insoluble porque es iónica y estas solo son solubles en disolventes polares.

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