DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS

GIOVANA MEDINA LOPEZ

UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA FACULTA DE INGENIERÍA CIVIL

CARTAGO - VALLE DEL CAUCA AÑO 2011

DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS

GIOVANA MEDINA LOPEZ

PROFESOR HERNANDO MAYA SALAZAR

UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA FACULTA DE INGENIERÍA CIVIL

CARTAGO - VALLE DEL CAUCA AÑO 2011

ÍNDICE

OBJETIVO

1. MARCO TEÓRICO Puntos de fusión Puntos de ebullición Densidad

NORMAS DE SEGURIDAD pictogramas. Cuidados Transportes Ejemplos

2. MATERIALES

3. PROCEDIMIENTO

4. DATOS Y OBSERVACIONES.

5. GRAFICOS

6. CÁLCULOS Y RESULTADOS

7. RESPUESTAS A LAS PREGUNTAS

8. CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

OBJETIVO

Identificar una muestra de sólido desconocido mediante la determinación de su temperatura de fusión.

Identificar una muestra líquida desconocida mediante la determinación de su temperatura de ebullición.

Determinar la densidad de algunas sustancias

1. MARCO TEÓRICO PUNTO DE FUSIÓN La pureza e identidad de una sustancia orgánica puede quedar establecida cuando sus constantes físicas (punto de fusión, punto de ebullición, color, densidad, índice de refracción, rotación óptica, etc.), corresponden con las indicadas en la literatura. Por ser de fácil determinación y por ser los más citados, tanto el punto de fusión como el de ebullición son operaciones de rutina en los laboratorios de Química Inorgánica. El punto de fusión de un compuesto sólido cristalino es la temperatura a la cual se encuentran en equilibrio la fase sólida y la fase líquida y generalmente es informado dando el intervalo entre dos temperaturas: la primera es cuando aparece la primera gotita de líquido y la segunda es cuando la masa cristalina termina de fundir.

PUNTO DE EBULLICIÓN Definimos el punto de ebullición como la temperatura a la cual se produce la transición de la fase líquida a la gaseosa. En el caso de sustancias puras a una presión fija, el proceso de ebullición o de vaporización ocurre a una sola temperatura; conforme se añade calor la temperatura permanece constante hasta que todo el líquido ha hervido.El punto normal de ebullición se define como el punto de ebullición a una presión total aplicada de 101.325 kilo pascales (1 atm); es decir, la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido es igual a una atmósfera. El punto de ebullición aumenta cuando se aplica presión.El punto de ebullición no puede elevarse en forma indefinida. Conforme se aumenta la presión, la densidad de la fase gaseosa aumenta hasta que, finalmente, se vuelve indistinguible de la fase líquida con la que está en equilibrio; ésta es la temperatura crítica, por encima de la cual no existe una fase líquida clara.

DENSIDAD 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 fórmula: Densidad = masa / volumen.

SUSTANCIAS EXPLOSIVAS:

CUIDADOS:

Las sustancias y preparados sólidos, líquidos, pastosos, o gelatinosos que, incluso en ausencia del oxigeno atmosférico, puedan reaccionar de forma exotérmica con rápida formación de gases y que, en determinadas condiciones y ensayo, detonan, deflagran rápidamente o bajo el efecto del calor, en caso de confinamiento parcial, explosionan.

FRASES R asociadas a productos explosivosR1: ExplosivoSustancias y preparados explosivos comercializados en solución o en forma húmeda como, por ejemplo, la nitrocelulosa con más del 12,6 % de nitrógeno.R2: Riesgo de explosión por choque, fricción, fuego u otras fuentes de ignición.R3: Alto riesgo de explosión por choque, fricción, fuego u otras fuentes de ignición.R4: Forma compuestos metálicos explosivos muy sensibles.Sustancias y preparados que puedan originar derivados metálicos explosivos sensibles como, por ejemplo, el ácido pícrico.R5: Peligro de explosión en caso de calentamiento.Sustancias y preparados inestables al calor, no clasificados como explosivos como, por ejemplo, el ácido perclórico > 50 %.R6: Peligro de explosión, lo mismo en contacto que sin contacto con el aire.Sustancias y preparados inestables a temperatura ambiente como, por ejemplo, el acetileno.R9: Peligro de explosión al mezclar con materias combustibles.R16: Puede explosionar en mezcla con sustancias comburentes.Sustancias y preparados que reaccionan de forma explosiva en presencia de agentes comburentes como, por ejemplo, el fósforo rojo.

PICTOGRAMAS:

Explosivo: este símbolo de una bomba hecha añicos alerta de que el producto puede explotar al contacto con una llama, chispa, electricidad estática, bajo efecto del calor, en contacto con otros productos, por rozamientos, choques, fricción, etc. Los aerosoles

de todo tipo, como lacas o desodorantes, incluso cuando se han acabado, son explosivos por encima de 50º C.

EJEMPLOS DE EXPLOSIVOS:

Ácido pícrico Amonio Dicromato Nitroglicerina

TRANSPORTES:

Si la naturaleza de su operación exige el uso de explosivos (ej.: minería, construcción de infraestructura, demoliciones, pirotecnia industrial) ninguna medida de seguridad será excesiva. Usted ya debería tener establecidos y coordinados unos protocolos para dar una adecuada protección a esos materiales.

Todo el proceso logístico (upstream-downstream) : recepción, embalaje, empaque, señalización, cargue y descargue, manipuleo, movimiento en ruta, límites de velocidad y de kilometraje, almacenamiento en tránsito, almacenamiento en destino, y entrega para voladura; debe ser protegido y controlado correctamente para prevenir el robo, los accidentes, el sabotaje; y mitigar el impacto de un eventual incidente, protegiendo la vida de las personas y los intereses de su Empresa en todo momento (incluido el tema ambiental y de comunidades).

INFLAMABLE

CUIDADOS:

o EXTREMADAMENTE INFLAMABLES

Las sustancias y preparados líquidos que tengan un punto de inflamación extremadamente bajo (inferior a 0° C) y un punto de ebullición bajo (inferior o igual a 35 °C), y las sustancias y preparados gaseosos que, a temperatura y presión normales, sean inflamables en contacto con el aire.

o FÁCILMENTE INFLAMABLES

Las sustancias y preparados:

1. Que puedan calentarse e inflamarse en el aire a temperatura ambiente sin aporte de energía, o 2. Los sólidos que puedan inflamarse fácilmente tras un breve contacto con una fuente de inflamación y que sigan quemándose o consumiéndose una vez retirada dicha fuente, o 3. Los líquidos cuyo punto de ignición sea muy bajo, o 4. Que, en contacto con el agua o con el aire húmedo, desprendan gases extremadamente inflamables en cantidades peligrosas.

Frases R asociadas a productos FÁCILMENTE INFLAMABLES:R11: Fácilmente inflamable.R15: Reacciona con el agua liberando gases extremadamente inflamables.R17: Se inflama espontáneamente en contacto con el aire.

o INFLAMABLES

Sustancias y preparados líquidos cuyo punto de inflamación sea igual o superior a 21 °C, e inferior o igual a 55 °C.

PICTOGRAMAS:

El producto comienza a arder de forma muy fácil, incluso por debajo de 0º C, al contacto con una llama, chispa, electricidad estática, etc.), por calor o fricción, al contacto con el aire o agua, o si se liberan gases inflamables. El alcohol, el metanol, la trementina y su esencia, la acetona, los disolventes de pintura, las pinturas en aerosol y metálicas, los desheladores

de cristales, los purificadores de aire, etc., son inflamables.

Sustancias y preparaciones: Líquidos con un punto de inflamación

inferior a 21ºC, pero que NO son altamente inflamables.

Sustancias sólidas y preparaciones que por acción breve de una

fuente de inflamación pueden inflamarse fácilmente y luego

pueden continuar quemándose ó permanecer incandescentes, o gaseosas,

inflamables en contacto con el aire a presión normal, o que, en contacto con el

agua o el aire húmedo, desenvuelven gases fácilmente inflamables en cantidades

peligrosas; Precaución: evitar contacto con materiales unitivos (aire, agua).

Clasificación: Líquidos con un punto de inflamación inferior a 0ºC

y un punto de ebullición de máximo de 35ºC. Gases y mezclas de

gases, que a presión normal y a temperatura usual son

inflamables en el aire.

Precaución: evitar contacto con materiales unitivos (aire, agua).

EJEMPLOS:

n-Pentano AcetaldehídoÉter Dietílico BencenoEtanolAcetona

N-Butilo Acetato1-YodobutanoTetrahidrofurano.HidrógenoEtinoÉter etílico

TRANSPORTES:

o Cuando se transportan sustancias con diferentes características de

peligrosidad la unidad de transporte debe poseer un rótulo de identificación por cada clase de material peligroso.

o Los requerimientos respecto a los rótulos de identificación estipulados

en la Norma Técnica Colombiana 1692 “Transporte de mercancías peligrosas. Clasificación, etiquetado y rotulado» incluyen (1,13)

o Garantizar que la información sea identificable en bultos que hayan

permanecido tres meses sumergidos en agua.o Colocarse sobre un fondo de color tal que contraste con ellos.

2. MATERIALES

Vidrio de relojSoporte universalPinza para soporteMecheroTubo de ThieleTubo de vidrio de 2mm de diámetro Varilla de vidrio Tubos capilares de 0.5 mm de diámetroTermómetroEspátula GoteroPicnómetroBalanza GlicerinaAgua destiladaAcetona Sustancia problemaTubo de vidrio de 10 a 12 mm de diámetro

REACTIVOS:Glicerina AguaAcetona Sustancia problema

3. PROCEDIMIENTO

PUNTO DE FUSIÓN

PUNTO DE EBULLICION

DENSIDAD

4. DATOS Y OBSERVACIONES

DETERMINACIÓN DE PUNTO DE FUSIÓN

Introducir una pequeña cantidad de solido pulverizado en un capilar previamente sellado por un extremo. El capilar se sujeta al termómetro con alambre de cobre, asegurándose que la muestra quede a la misma altura de bulbo del termómetro. Se sumerge el conjunto en un baño de aceite sin que este entre en el capilar.

Se inicia el calentamiento cuidando que sea gradual. Cuando se inicie la fusión se retira el mechero y se lee la temperatura. Se observo que el sólido a los 122°C aproximadamente se pasa a líquido.

DETERMINACIÓN DE PUNTO DE EBULLICIÓN

En un tubo de ensayo pequeño adicionar 5 gotas de líquido, introducir un capilar invertido, es decir, el extremo abierto debe tocar el fondo del tubo. Introducir el termómetro dentro del tubo y todo este sistema en un baño de aceite. Calentar gradualmente, cuando se forme se forma un rosario de burbujas suspender el calentamiento y leer la temperatura en el momento en que el liquido ascienda por el capilar o se suspenda el rosario de burbujas. Se observo que el líquido a los 77°C aproximadamente tiene su punto de ebullición.

DENSIDAD DE LÍQUIDOS Pese un picnómetro vacio, limpio, seco y estando tapado en una balanza previamente calibrada. Anote el dato. Llene el picnómetro con agua. Debe cuidar de que no tenga burbujas de aire en el interior y que no quede mojado por fuera. Pesarlo en la misma balanza y anotar.

5. GRÁFICOS

TABLA DE FUSIÓN TIEMPO TEMPERATURA

FUSIÓN TIEMPO (S) TEMPERATURA

0 30°C30 33°C60 50°C

90 90°C

PUNTO DE FUSIÓN 122°C

TABLA DE EBULLICIÓN TIEMPO TEMPERATURA

EBULLICIÓN

TIEMPO (S)TEMPERATUR

A 0 30°30 60°60 86°90 108°

PUNTO DE EBULLICIÓN 78°C

DENSIDAD DE LÍQUIDOS

Datos para la muestra problema

peso del picnómetro vacio 11.8 g peso del picnómetro lleno  20.2 g

6. CÁLCULOS Y RESULTADOS

PUNTO DE FUSIÓN Para poder hallar la sustancia es necesario tener el punto de ebullición.Nombre químico: Acido benzoicoSinónimos: Acido bencenocarboxílico/ Acido fenilcarboxílicoFórmula: C7H6O2/C6H5COOH

Aspecto y color: Polvo o cristales blancos.Olor: Acre.Presión de vapor: 133 Pa a 96ºCDensidad relativa de vapor (aire=1): 4.2Solubilidad en agua: 0.29 g/ 100 ml a 20ºCPunto de ebullición: 249ºCPunto de fusión: 122ºC (la sustancia comienza a sublimarse a los 100ºC).Peso molecular: 122.1

PUNTO DE EBULLICIÓNEtanol Estado agregación: liquidoApariencia: incoloroPunto de fusión: - 114.3°Punto de ebullición: 78.4 °C

DENSIDADm= 20.2 g – 11.8 g.m= 8.4 g

D=8.4g / 10mllDensidad= 0,84g/ml

7. RESPUESTAS A LAS PREGUNTAS

1. Explicar cómo se hace la calibración de un termómetro para las determinaciones de las temperaturas de fusión y de ebullición.

CALIBRACIÓN DEL TERMÓMETRO DEL APARATO:

Se le proporcionarán tres sustancias estándar de punto de fusión conocido a las que deberá determinarles el punto de fusión en el aparato de Fisher-Johns. Para mayor exactitud de las determinaciones y con base en el punto de fusión conocido de cada estándar, calcule la velocidad óptima de calentamiento que debe utilizar en el reóstato del Fisher-Johns, a través de la siguiente fórmula:Velocidad de calentamiento = (P.f. conocido x 0.8) / 3 = P.f. conocido/4

2. ¿Cómo se haría la determinación del punto de fusión de una mezcla de dos sustancia?

El punto de fusión mixto sirve para identificar una sustancia. En donde se prepara una mezcla intima 1:1 del compuesto desconocido con una muestra del compuesto de referencia, para esto se utilizan tres tubos para el punto de fusión que contengan respectivamente el compuesto desconocido, el conocido y una mezcla de ambos compuestos, y se calienta al mismo tiempo y en el mismo aparato. 

Si los tres se funden simultáneamente, el compuesto desconocido es idéntico al de referencia 

Si la mezcla tiene un punto de fusión intermedio entre los otros dos (y el compuesto desconocido tiene el punto de fusión menor), el compuesto desconocido es probablemente una muestra impura del compuesto de referencia. 

Si la mezcla tiene el punto de fusión más bajo, las otras dos sustancias son compuestos diferentes aunque por casualidad tengan puntos de fusión idénticos.

3. ¿Cuál es la importancia de determinar las propiedades físicas de las sustancias como las que se hicieron en estos experimentos?

Para saber cómo reaccionan, cuanto miden, para saber cómo tratarlas sin que se pierda la composición o identidad de las sustancias

4. ¿Explique por qué tomó las temperaturas que reportan como el punto de fusión y de ebullición respectivamente?

Se tomaron las temperaturas para saber en qué punto del experimento ocurrían los cambios de solido a liquido (fusión) y de liquido a gaseoso (ebullición), con el fin de tener un reporte del proceso por el cual paso cada elemento con el que se trabajo.

CONCLUSIONES

Con esta práctica aprendimos a determinar puntos de fusión y el punto de ebullición viene hacer la temperatura promedio del estado (liquido a vapor) a condiciones normales de una sustancia.

Se puede concluir que el punto de ebullición al ser único para cada sustancia, caracteriza a las mismas, lo cual es de mucha utilidad en el momento de identificar sustancias desconocidas.Al ser el punto de fusión una propiedad intrínseca de una sustancia, recreando las condiciones apropiadas podemos identificar una sustancia desconocida.

BIBLIOGRAFÍA

http://www.geocities.ws/todolostrabajossallo/orgaI_10.pdf

http://es.scribd.com/doc/13408085/3-PUNTO-DE-FUSION

http://www.monografias.com/trabajos83/temperatura-ebullicion/temperatura-ebullicion.shtml