Punto De Ebulicion

TEMA:

PUNTO DE EBULLICIÓN

DEFINICIÓN: Es la temperatura en que un líquido orgánico puro coexiste en equilibrio en sus fases líquido-vapor en el instante en que su presión de vapor, es igual a la presión atmosférica o presión externa.

APLICACIÓN: Se aplica como método eficaz y seguro para identificar y determinar la pureza de una sustancia orgánica líquida. Todos los compuestos han sido investigados y se determina que sus puntos de ebullición se encuentran a presión normal o 760mm Hg.

PRESIÓN DE VAPOR: es la tendencia que tienen las moléculas de un líquido o un sólido de un punto de fusión bajo a separarse de su masa contra una resistencia que es la presión atmosférica.

La presión de vapor de un líquido aumenta cuando aumenta la temperatura.

PRESIÓN ATMOSFÉRICA: Es el peso por unidad de área que ejerce el aire sobre la superficie terrestre. Este peso varía en diferentes lugares de la tierra. A nivelo del mar es de 760mm Hg. Si existe una depresión terrestre es peso del aire será mayor, mientras que más elevado sobre nivel del mar menor será la presión.

El agua por ejemplo a 760mm Hg ebulle a 100°C, en la depresión continental la temperatura de ebullición será mayor a 100°C; se puede deducir que en Potosí será menor a 100°C.

PUNTO DE EBULLICIÓN DE DISOLUCINES: Cuando los compuestos orgánicos no son puros, cuando tienen en su contenido otra u otras sustancias los puntos de ebullición son impredecibles.

Si el punto de ebullición de una sustancia está por encima de su punto de ebullición característico, quiere decir, que la impureza es no volátil o tiene punto de ebullición mayor. Por el contrario, si el punto de ebullición está por debajo de su punto de ebullición característica quiere decir que la sustancia está mezclada con un compuesto de mayor presión de vapor por ejemplo agua con alcohol.

MEZCLAS AZEOTRÓPICAS: Son mezclas binarias o terciarias de compuestos orgánicos que a cierta composición de mezcla se comportan como si fueran un solo compuesto orgánico puro (con punto de ebullición constante).

Sus componentes no pueden separarse por destilación fraccionada.

CUESTIONARIO

1. Averigüe el punto de ebullición de:

a) n-pentano: 36.1°C

CH3-CH2-CH2-CH2-CH3

b) Isopentano:27.7°C

CH3-CH (CH3)-CH2-CH3

c) Neopentano:9.5°C

¿Por qué estos isómeros no ebullen a la misma temperatura?

Los isómeros son no polares. Por ello es otro factor, la forma de la molécula, quien determina el punto de ebullición. La forma del n–pentano es como una varilla, mientras que el neopentano es esferoidal. Las varillas pueden tocarse en toda su longitud, mientras que las esferas se tocan en un solo punto. Cuanto más contacto hay entre moléculas, mayores son las fuerzas de London, de modo que el n–pentano tiene un punto de ebullición mayor.

2. ¿Por qué no se debe llenar un matraz de destilación mucho más de la mitad de su capacidad?

Se debe a que si lo llenas mucho, puede subir por el refrigerante, obteniendo en el destilado una mezcla impura y peligrosa si se está usando kerosén o algún otro hidrocarburo, debido a que tienes una sustancia en ebullición, y el exceso de la misma tendería a subir.

3. Explicar las fuerzas de Van der Waals: Puente de Hidrógeno, Atracción dipolo- dipolo y fuerzas de London. Explique los efectos sobre el punto de ebullición.

Las fuerzas de Van der Waals pueden llegar a mantener ordenaciones cristalinas, pero los puntos de fusión de las sustancias covalentes son siempre bajos, ya que la agitación térmica domina; las fuerzas de Van der Waals son las únicas responsables de la estabilidad de estos gases nobles en estado sólido.

La mayor parte de las sustancias covalentes, a temperatura ambiente, son los gases o líquidos de punto de ebullición bajo (ejemplo: Agua).

Fuerzas de London o de dispersión.

Las fuerzas de London se presentan en todas las sustancias moleculares. Son el resultado de la atracción entre los extremos positivo y negativo de dipolos inducidos en moléculas adyacentes. Cuando los electrones de una molécula adquieren momentáneamente una distribución no uniforme, provocan que en una molécula vecina se forme momentáneamente un dipolo inducido. En la figura 4 se ilustra como una molécula con una falta de uniformidad momentánea en la distribución de su carga eléctrica puede inducir un dipolo en una molécula vecina por un proceso llamado polarización. Incluso los átomos de los gases nobles, las moléculas de gases diatómicos como el oxígeno, el nitrógeno y el cloro (que deben ser no polares) y las moléculas de hidrocarburos no polares como el CH4, C2H6 tienen tales dipolos instantáneos.

La intensidad de las fuerzas de London depende de la facilidad con que se polarizan los electrones de una molécula, y eso depende del número de electrones en la molécula y de la fuerza con que los sujeta la atracción nuclear. En general, cuantos más electrones haya en una molécula más fácilmente podrá polarizarse. Así, las moléculas más grandes con muchos electrones son relativamente polarizables. En contraste, las moléculas más pequeñas son menos polarizables porque tienen menos electrones. Las fuerzas de London varían entre aproximadamente 0.05 y 40 kJ/mol.

Figura 4. Origen de las fuerzas de London.

Cuando examinamos los puntos de ebullición de varios grupos de moléculas no polares pronto se hace evidente el efecto del número de electrones (Tabla 2). Este efecto también se correlaciona con la masa molar: cuanto más pesado es un átomo o molécula más electrones tiene: Resulta interesante que la forma molecular también puede desempeñar un papel en la formación de las fuerzas de London. Dos de los isómeros del pentano –el pentano de cadena lineal y el 2,2-dimetilpropano (ambos con la fórmula molecular C5H12)- difieren en su punto de ebullición en 27 ºC. La forma lineal de la molécula de n-pentano, por su linealidad, permite un contacto estrecho con las moléculas adyacentes, mientras que la molécula de 2,2-dimetilpropano, más esférica no permite ese contacto.

Tabla

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