Trabajo Práctico 3: Interacciones Intermoleculares (Determinación de puntos de ebullición de diferentes líquidos)

Trabajo Práctico 3: Interacciones Intermoleculares

      (Determinación de puntos de ebullición de diferentes líquidos)

Alumnos: Milena Quijada y Rosario Toyos

Turno Laboratorio: Martes de 13:00hs a 17:00hs

Comisión: cajón 140

Objetivos: 

Los objetivos del trabajo práctico son establecer las temperaturas de ebullición de los distintos líquidos y analizar los resultados en relación a las interacciones intermoleculares presentes.

Parte experimental:

1. Métodos empelados para obtener los puntos de ebullición

Para este experimento, se determinaron los puntos de ebullición de los alcoholes a partir del método de Siwoloboff y el método directo a presión atmosférica. Nuestra comisión midio los puntos de ebullición del metanol y etanol de la serie A, el resto fueron medidos por otras comisiones.

Primero de todo, utilizamos el método de Siwoloboff (método del capilar invertido). Para eso, utilizamos un capilar de vidrio y cerramos un extremo utilizando un mechero. Luego, colocamos 0,5ml del líquido a medir en el tubo de hemólisis e introducimos el capilar con el extremo cerrado hacia arriba. Fijamos el tubo de hemólisis con el termómetro utilizando una banda elástica (el bulbo tiene que quedar a la misma altura que el líquido).  Sumergimos el tubo con el termómetro en un vaso de precipitados que contenga vaselina y una barra magnética. Para este paso se utiliza una agarradera para sostener el vaso de precipitados en la placa calefactora y otra para sostener el termómetro y el tubo en el vaso de precipitados (el tubo no debe tocar la barra metálica). A medida que la tempratura aumenta comienzan a salir burbujas del extremo del capilar y cuando la corriente es rápida y continua se frena el calentamiento para disminuir la velocidad de las mismas. Cuando aparecen las ultimas burbujas se toma la temperature de ebullición.

En segundo lugar, utilizamos el método directo. Para eso, seguimos los mismos pasos que el método de Siwoloboff, pero sin utilizar el capilar de vidrio. Observamos la formación de  burbujas en el liquido del tubo de hemólisis y anotamos la temperatura de ebullición. Sin embargo, este método no fue realizado por la comisión.

[pic 2]    [pic 3]

Figura 1 y 2. Método de Siwoloboff

1. Análisis de resultados

Tabla 1. Serie A de alcoholes con las mediciones de temperatura de cada uno (el metanol y etanol fueron medidos por nuestra comisión)

Tabla 2. Serie B de alcoholes con las mediciones de temperatura de cada uno (medidos por otra comisión).

Introducción

En primer lugar, es necesario recalcar las interacciones intermoleculares presentes en los alcoholes. Todos ellos tienen fuerzas de dispersión pero de diferente magnitud. Esta fuerza depende de dos factores: la polarizabilidad, forma molecular y tamaño de la molécula.

 La polarizabilidad es la facilidad con que la nube electronica de un atomo o molecula puede distorsionarse. A medida que los electrones se desplazan con mayor facilidad, aumenta la polarizabilidad. También, si aumenta la longitud de la cadena carbonada (el número de carbonos), la polarizabilidad también aumenta. Esto lleva a un aumento de la magnitude de las fuerzas de dispersion, por lo tanto, se necesitara de una mayor temperature para romper los enlaces entre las moléculas.

Por otro lado, las fuerzas dispersivas se pueden analizar a partir de la forma molecular. Las moleculas alargadas tendran mayores fuerzas de dispersion que las moleculas mas pequeñas y compactas. Esto se puede ver en el caso de los isómeros, que tienen la misma cantidad de atomos pero diferente formula molecular. De modo que las moleculas alargadas son mas polarizables.

En segundo lugar, como todos tiene un grupo OH (hidroxilo), son moleculas polares y pueden formar puentes hidrogeno. Al tener un solo grupo hidroxilo pueden formar 3 puentes de hidrógeno, uno como donador y dos como receptor. Al ser moléculas polares, tienen fuerzas dipolo-dipolo, presentando momentos dipolares resultantes permanentes. Este momento dipolar es entre el oxígeno (alta electronegatividad) y el hidrógeno (baja electronegatividad). En el caso de todos los alcoholes, el vector dipolar no se anula, ya que puede ocurrir por geometría molecular.

Es por estas mismas fuerzas que los puntos de ebullición varian entre ellos. Para poder comenzar a comparar ordenamos los puntos de ebullición de forma creciente:

1. Serie A

Metanol ˂ etanol ˂ 2-propanol ˂ 1-propanol 

Por un lado, el metanol tiene fuerzas de dispersión menores que el resto. Esto se debe a que el metanol tiene una cadena carbonada menor que lleva a que su polarizabilidad también lo sea, por lo tanto su punto de ebullición es inferior. Luego le sigue el etanol, que al tener una mayor masa molar (mayor numero de carbonos, sus fuerzas de dispersión  son mayores llevando a que su punto de ebullición sea superior.

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