SOLUBILIDAD, DENSIDAD, PUNTOS DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN DE COMPUESTOS ORGANICOS

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SOLUBILIDAD, DENSIDAD, PUNTOS DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN DE COMPUESTOS ORGANICOS

Estudiante de Tecnología en Alimentos,  Facultad de Ingeniería.

Asignatura: Química Orgánica,  Docente: Jader Martínez Girón

a Programa de Tecnología en Alimentos, Universidad del Valle-Sede Palmira, La Carbonera,

Colombia, septiembre 2013

 Palabras Claves: Densidad, compuestos orgánicos, temperatura,  picnómetro.

RESUMEN

En esta práctica se determinó la densidad de dos compuesto orgánicos líquidos: Hexano y Heptano por medio de un picnómetro y una balanza. Se pesaba el picnómetro de 10 ml vacío y se pesaba el picnómetro con el respectivo líquido, con estos datos se podían realizar los cálculos, sabiendo que la densidad es la relación, masa a volumen; Se le hallo el valor experimentalmente del hexano, heptano, sometiéndolos a diferentes cambios de temperatura y comprobando si el valor de sus densidades variaba.

Se determinó la solubilidad de un soluto (harina de trigo) en diferentes solventes (agua destilada, heptano y etanol), con el fin de observar en cuál era el solvente más apropiado;  luego se prosiguió hallar el puntos de fusión del ácido ascórbico (solido-liquido) y el punto de ebullición al hexano  (liquido-gas), por medio del baño de maría en glicerina.

1. INTRODUCCION

Los compuestos orgánicos son todas las sustancias que en su composición presentan Carbono, usualmente unidos a elementos como el Oxigeno, Hidrogeno, Fosforo, Nitrógeno, Flúor, Yodo.

Estos compuestos presentan propiedades  generales y características, que permiten diferenciar una sustancia de otra, en este caso se estudia la Densidad como propiedad característica en compuestos orgánicos como el Hexano, Heptano.

La densidad es una propiedad que permite diferenciar una sustancia de otra; es la relación de la unidad de masa por la unidad de volumen.

La densidad se puede medir por diferentes métodos, en este caso utilizamos el Picnómetro.

La solubilidad  Es la capacidad de disolver determinada sustancia (soluto) en un determinado medio (solvente). En nuestro caso utilizaremos diferentes medios solventes como: agua destilada, heptano  y etanol; a temperatura ambiente y determinaremos la máxima cantidad de soluto disuelto.

Punto de fusión: Temperatura a la cual se produce el cambio de estado de una sustancia, de sólido a líquido, utilizaremos el ácido ascórbico en baño maría de glicerina y observaremos la temperatura en la que se convierte en líquido. Punto de ebullición: El Punto de ebullición es la temperatura a la que la presión de vapor de un líquido se iguala a la presión atmosférica existente sobre dicho

Líquido. El punto de ebullición depende por completo de la presión atmosférica (aumenta con la presión) tomaremos el hexano para registra la temperatura a la que se produce el cambio de estado de líquido a gaseoso.

El presente informe pretende reportar los valores de densidad hallados para cada uno de los compuestos orgánicos usados, también la respectividad solubilidad observada y calculada para el soluto en estudio y por ultimo reporta las temperaturas del punto de fusión y ebullición, mostrando materiales, métodos y respectivos cálculos para cada caso.

1. OBJETIVOS

2.1 General:

• Determinar la densidad, solubilidad, punto de fusión y ebullición, trabajando con compuestos orgánicos, un soluto (harina de trigo.

2.2 Especificos:

• Obtener la densidad del hexano, y heptano.
• Determinar la densidad de compuestos orgánicos por medio de un picnómetro.
• Hallar la densidad de un mismo compuesto sometido a diferentes temperaturas.
• Determinar cuál es el  medio solvente (agua destilada, heptano y etanol)  más afectivo para el soluto en estudio (harina de trigo).
• Determinar el punto de fusión y el punto de ebullición de un compuesto y un ácido.

1. MARCO TEORICO

La densidad es una medida utilizada por la física y la química para determinar la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. La ciencia establece dos tipos de densidades. La densidad absoluta o real que mide la masa por unidad de volumen, y es la que generalmente se entiende por densidad. Se calcula con la siguiente formula: Densidad = masa / volumen.

 En los líquidos y sólidos la densidad no cambia con la presión y la temperatura mientras que los gases son muy sensibles a estas variaciones.

La fórmula de la densidad, masa / volumen, se puede aplicar para cualquier sustancia, no obstante ésta debe ser homogénea. Pues en sustancias heterogéneas la densidad va a ser distinta en diferentes partes. En el caso de que se presente este problema lo que se debe hacer es sacar la densidad de las distintas partes y a partir de las cifras obtenidas extraer el promedio. [1]

La densidad de un compuesto se puede medir por instrumentos como:

• El densímetro, que permite la medida directa de la densidad de un líquido.
• El picnómetro, que permite la medida precisa de la densidad de sólidos, líquidos y gases (picnómetro de gas).
• La balanza hidrostática, que permite calcular densidades de sólidos.[2]

Muchos compuestos orgánicos tienen menor densidad que el agua, por lo que flotan sobre ella.

Los compuestos orgánicos están constituidos por los elementos carbono, hidrógeno, comúnmente oxígeno y nitrógeno y en algunos casos por azufre, fósforo y halógenos. Por ser el carbono un elemento imprescindible en los compuestos orgánicos, a la química de estos compuestos se le llamó química del carbono. [3]

Los alcanos son compuestos saturados, formados por enlaces simples entre C y C. la hibridación de los C es sp³. Sólo hay uniones de tipo sigma: entre orbitales sp³ y sp³ de los C, y sp³ de un C con el orbital s del H. son compuestos de muy escasa reactividad química. Ejemplo Hexano, Heptano. [4]

Cetonas: Cada uno de los compuestos orgánicos que contienen el grupo carbonilo (CO) y que responden a la fórmula general R—CO—Rð, en la que R y Rð representan radicales orgánicos. Al grupo carbonilo se debe la disolución de las cetonas en agua. Ejemplo acetona. [4]

Ácido: es considerado tradicionalmente como cualquier compuesto químico que, cuando se disuelve en agua, produce una solución con una actividad de catión hidronio mayor que el agua pura, esto es, un pH menor que 7. Ejemplo Acido cítrico y acido ascórbico [4].

La solubilidad es la máxima cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad de disolvente a una temperatura determinada. Se expresa como gramos de soluto por cada 100 cm3 de disolvente a una temperatura dada. La solubilidad depende de varios factores que son:

• Propiedades de soluto y solvente
• Temperatura
• Presión

Para que un soluto pueda disolverse en un solvente determinado, las características de ambos son muy importantes. Por ejemplo, el agua disuelve la mayoría de las sales, que generalmente son compuestos iónicos. Cuando éstos compuestos se disuelven en agua, los iones que forman la sal se separan y son rodeados por molécula de agua [5].

El punto de fusión: Un sólido que se calienta acaba por convertirse en un líquido. Los átomos (moléculas o iones), en un sólido cristalino se disponen en un patrón regular y oscilan sobre unas posiciones definidas de equilibrio. Al suministrar calor al solido sus partículas comienzan a oscilar y añadir más calor el cristal se va desordenando poco a poco de modo progresivo. A una temperatura definida ocurre que los átomos se alejan de sus posiciones de equilibrio para entrar al estado líquido menos ordenado y más energético en ese momento encontramos el punto de fusión del sólido [6].

Punto de ebullición: cuando un líquido es colocado en un recipiente cerrado, moléculas del líquido escapan a la fase gaseosa y las que se encuentran en esta fase regresan a la fase liquida. De esta manera se establece un equilibrio en el cual las moléculas están entrando y saliendo del líquido con la misma frecuencia. Las moléculas que se encuentran en la fase de vapor ejercen un presión de vapor la cual es denominada presión de vapor líquido [6].  

1. METODOLOGIA

4.1. Densidad para el hexano y heptano

Se pesa el picnómetro vacío

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