Laboratorio de Química

QUIMICA

Laboratorio 4

“FUERZAS INTERMOLECULARES”

INFORME

Integrantes del grupo:

1. Ymimy2. Goiuo.3. Yuogo4. uuuog

Profesor:

Lujan Barquero, Jesús Jorge

Sección:

C13-01-C

Fecha de realización: 21 setiembre del 2015

Fecha de entrega: 5 de octubre del 2015

2015-II

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INTRODUCCIÓN

Las fuerzas intermoleculares determinan las propiedades de solubilidad de los compuestos orgánicos, la regla general es que el semejante disuelve al semejante. Las sustancias polares se disuelven en disolventes polares y las sustancias no polares se disuelven en disolventes no polares. La disolución de un compuesto orgánico en un disolvente, es un proceso en el que las fuerzas intermoleculares existentes en la sustancia pura, son reemplazadas por fuerzas intermoleculares. Por consiguiente, las fuerzas molécula-molécula en el soluto y las fuerzas molécula-disolvente en la disolución, este a favor de las últimas. La mayoría de compuestos orgánicos son solubles en otros compuestos orgánicos llamados disolventes orgánicos. La solubilidad de un compuesto orgánico puede dar información valiosa respecto a su composición estructural. Con base en las necesidades expuestas en el campo de oficio de algún ingeniero en cualquier tipo de ciencias Ambientales, se requiere que este a su vez adopte una serie de habilidades y destrezas que resuelvan o ayuden en el manejo de sustancias orgánicas.

En este informe aprenderemos a clasificar algunos compuestos orgánicos teniendo en cuenta su solubilidad y también a relacionar las propiedades de volatilidad, punto de ebullición, viscosidad, tensión superficial y densidad con el tipo de fuerzas intermoleculares que poseen sustancias.

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OBJETIVOS:

Clasificar algunos compuestos orgánicos teniendo en cuenta su solubilidad.

Relacionar las propiedades de volatilidad, punto de ebullición, viscosidad, tensión superficial y densidad con el tipo de fuerzas intermoleculares que poseen sustancias.

Reconocer la solubilidad de líquidos en el agua de acuerdo a su polaridad ya las fuerzas intermoleculares que poseen al disolveré.

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FUNDAMENTO TEORICO

Fundamento

En el estudio de los gases observamos, que a presiones altas y temperaturas bajas, las fuerzas intermoleculares hacen que el comportamiento del gas se separe de la idealidad. Cuando estas fuerzas son suficientemente fuertes, el gas se condensa en líquido. Es decir, las fuerzas intermoleculares mantienen las moléculas suficientemente próximas como para que estén confinadas en un volumen definido, como se espera para el estado líquido. Las fuerzas intermoleculares son muy importantes para establecer las forma y el comportamiento de la materia. El origen de las fuerzas intermoleculares procede de la distribución permanente y momentáneamente desigual de la densidad electrónica dentro de las moléculas. (Petrucci, R, Herring, F, Madura, J & Bisonnette, C, 2011, p. 499).

1. Fuerzas de Van Der Walls

Existe otro tipo de interacción más débil. Las investigaciones del holandés van der Waals sobre la licuefacción de los gases, a finales del siglo XIX, lo llevaron a proponer su existencia. Ello, entre otros méritos, le hizo merecedor del premio nobel de física en 1910. En átomos o moléculas simétricas, la distribución de los electrones alrededor del núcleo o núcleos es homogénea. Sin embargo, esta homogeneidad es únicamente temporal, ya que los electrones no están quietos en un determinado lugar y además los núcleos vibran. Estos movimientos generan en un momento dado la aparición de zonas con un exceso de carga negativa y otras con un defecto, o sea, la presencia de dipolos instantáneos. (Garritz, A & Chamizo, J, 1993, p.460).

1.1. Fuerzas dipolo – dipolo (Fuerzas de keesom)

En una sustancia polar, las moléculas tienen momentos dipolares permanentes. El resultado es que las moléculas intentan alinearse con el extremo positivo de un dipolo dirigido hacia los extremos negativos de los dipolos vecinos. Esta ordenación parcial de las moléculas puede hacer que una sustancia se mantenga como sólido o líquido a temperaturas más altas que las esperadas. Considere el N2, O2 y NO. En las moléculas de N2 y 02 no hay diferencia de electronegatividad y ambas sustancias son no polares. Por el contrario, en la molécula NO hay una diferencia de electronegatividad, y la molécula tiene un pequeño momento dipolar deebullición más alto de los tres, debido a su dipolo adicional permanente. (Petrucci, R, Herring, F, Madura, J & Bisonnette, C, 2011, p. 500).

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MATERIALES

2 placas Petri CronometroVaso de precipitado de 250 mL

Vaso de 400 mL Plancha Calefactora

TermómetroPipeta graduada de

10 mL Alfileres Pipeta Pasteur Talco o harina

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REACTIVOS Y SOLUCIONES

4 mL de Alcohol Etílico

2 mL de Acetona

2 mL de Benceno o

HexanoAceite

Solución de Detergente

PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS

EXPERIMENTO N° 1: Volatilidad de un líquido

1. Tomar dos placas Petri.

2. Agregar 2 mL de alcohol a una placa.

3. Agregar 2 mL de acetona a otra placa.

4. Con el cronómetro, tomar los tiempos que demoran en volatilizarse cada

uno de los líquidos.

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P. H. D. D.

2 mL 2 mL

Alcohol

T1 = 3 min y 13 s

Acetona

T2 = 21 min y 19 s

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¿Qué líquido se vaporizó más fácilmente? Explique por qué:

La acetona se evaporizó más rápido, debido a que es más volátil y sus

fuerzas intermoleculares (dipolo dipolo) son más débiles que del alcohol

(puente de hidrógeno).

¿Qué significa que un líquido sea volátil y cuál de los líquidos

utilizados es más volátil?

Ser más volátil significa tener tendencia a pasar a la fase vapor y el más

volátil en comparación de los dos resultó ser la acetona.

EXPERIMENTO N° 2: Punto de ebullición

1. Agregue agua a un vaso de precipitado de 250 mL.

2. Caliéntelo en la plancha calefactora, midiendo la temperatura desde el

inicio.

3. Observe el burbujeo y note cuando las burbujas se originan desde el fondo

del vaso.

4. Anote la temperatura que permanece constante.

11:00 a.m. 22 °C11:05 a.m. 44 °C11:10 a.m. 55 °C11:15 a.m. 64 °C11:20 a.m. 80 °C11:25 a.m. 98 °C

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H2O = 250 mL

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¿Qué es el punto de ebullición y cómo se relaciona con las fuerzas

intermoleculares?

El punto de ebullición es aquella temperatura en la cual la presión de

vapor del líquido iguala a la presión de vapor del medio en el que se

encuentra y la relación es que cuanto más débiles son las fuerzas

intermoleculares más fácilmente se evapora (es volátil) y por lo tanto

menor es su punto de ebullición.

¿Es lo mismo evaporización que ebullición? Señale diferencias:

En la evaporación, el cambio es pausado, en la superficie del líquido y a

cualquier temperatura,  mientras que en la ebullición, el paso es

tumultuoso, en toda la masa líquida y a una temperatura determinada,

para una presión concreta, llamada temperatura o punto de ebullición.

¿El punto de ebullición en Lima es el mismo que en Huancayo?

No, en Lima que está a 0msnm, el punto de ebullición del agua potable

es 100ºC y en Huancayo, ubicada a 3200msnm el agua hierve a 89ºC.

¿Cuánto es el punto de ebullición medido? ¿Coincide con el punto

de ebullición al nivel del mar? Explique:

El medido en el laboratorio fue de 98 °C y el de a nivel de mar es de 100

°C, esto se debe a que la temperatura de ebullición varía según la

presión externa, la cual disminuye con la altura.

EXPERIMENTO N° 3: Viscosidad del aceite y del agua

1. Con una pipeta de 10 mL de agua.

2. Con el cronómetro, medir el tiempo que demora en salir el líquido.

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H2O 3:13 s

3. Con otra pipeta repetir los pasos anteriores pero en lugar de agua hacerlo con

aceite.

4. Con el cronómetro, medir también el tiempo que demora en salir el aceite.

Aceite 13:66 s

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¿Qué líquido demoró más en salir de la pipeta?

El aceite.

¿Qué líquido será más viscoso? Por qué:

El aceite debido a que es más espeso y fluye con más lentitud.

EXPERIMENTO N° 4: Tensión superficial del agua

1. Agregue agua potable a una tina pequeña o bandeja.

2. Coloque suavemente uno, dos o más alfileres sobre el agua de tal manera que no

se hundan sino floten.

3. Déjalos ahí un rato y obsérvelos.

4. Ahora con un gotero por un extremo de la tina agregue una o dos gotas de agua

con detergente. ¿Qué sucede? ¿Cómo se puede explicar ese fenómeno?

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El detergente disminuyó la fuerza intermolecular del agua, debido a eso la tensión superficial se debilitó y el alfiler se hundió.

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5. Ahora en la misma bandeja a una nueva porción de agua rosearle talco o

harina en la superficie tratando de ocupar toda el área superficial; luego en

el centro agrégale unas cinco gotas de detergente mezclado con agua.

¿Qué observaste?

¿Qué es la tensión superficial y cómo se relaciona con las fuerzas

intermoleculares?

Es lo que impide que algo cause una división en una sustancia líquida y

se relaciona con las fuerzas intermoleculares debido a que son los que

impiden que la sustancia se divida.

Indique valores del índice de tensión superficial (a una determinada

temperatura) de cinco líquidos diferentes y al ordenarlos de mayor

a menor, explique el orden apelando a las fuerzas intermoleculares.

Agua (72.75) > Benceno (28.85) > Tolueno (28.5) > Acetona (23.7) >

Hexano (18.43). Al tener mayor tensión significa que sus fuerzas

intermoleculares son mayores.

¿Qué son los agentes tensoactivos? De ejemplos:

Son sustancias que influyen por medio de la tensión superficial en la

superficie de contacto entre dos fases. Ejemplo: el agua y el aceite, el

agua y el hexano.

Explique por qué lo sucedido al agregar el detergente al agua.

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Los polvos de talco no podrán atravesar la superficie del agua, pues la tensión de las moléculas de la superficie lo impide y al agregar agua con detergente el talco se esparce.

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Debido a que el detergente debilita la tensión y rompe las fuerzas

intermoleculares, el alfiler se hundió.

EXPERIMENTO N° 5: Mezcla de líquidos

1. Enumerar y rotular tres tubos de ensayo, en cada tubo agregar dos mililitros

de agua destilada.

2. Ahora agregue respectivamente: 2 Ml de alcohol al tubo N°1, 2 Ml de aceite

al bubo N°2 y 2 Ml de benceno (o hexano) al tubo N°3.

3. Complete el siguiente cuadro, marcando con aspa.

Líquido ¿Es soluble en

agua?

Si no es soluble en

agua se ubica…

Encima del agua Debajo del agua

Alcohol etílico

C2H5OH

X

Aceite de cocina X

Benceno C6H6 o

Hexano C6H14

X

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OBSERVACIONES

-Se observó, en el experimento de tención superficial del agua, en la bandeja que se puso agua teníamos que poner un alfiler para poder ver cómo es que actúa la tensión superficial .Cuando se le agrego jabón, es en ese instante que el alfiler se cae hacia abajo.

-también se pudo comprobar, si se le agrega sal al agua la tensión superficial del agua aumenta y es difícil que el alfiler se pueda caer hacia bajo.

CONCLUSIONES

-Se pudo clasificar los compuestos orgánicos teniendo en cuenta su solubilidad.

-Se relacionó las propiedades de volatilidad, punto de ebullición, viscosidad, tensión superficial y densidad con el tipo de fuerzas intermoleculares que poseen sustancias.

-Se reconoció la solubilidad de líquidos en el agua de acuerdo a su polaridad ya las fuerzas intermoleculares que poseen al disolveré.

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BIBLIOGRAFIA

Petrucci, R, Herring, F, Madura, J & Bisonnette, C. (2011). Química General. (Décima edición). Madrid: PEARSON.

Garritz, A & Chamizo, J. (1993). QUIMICA. México D.F: Addison Wesley Iberoamericana.

Rosenberg, J. (1991). QUIMICA GENERAL. (Séptima edición). México D.F: McGRAW-HILL/ INTERAMERICA DE MEXICO.

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