TEMPERATURA DE FUSION Y SUBLIMACION no este

Ángel S. Casadiego
Daniel J. Martínez

Introducción: En un sólido, los átomos o moléculas están acoplados de tal forma en la que su
estructura es sumamente organizada, a tal punto que el espacio entre uno y otro es casi
incompresible, a esta característica se le conoce como estructura cristalina; en éste punto las
fuerzas intermoleculares actúan de forma bastante efectiva y la energía necesaria para romperlas
es mucho mayor que la necesaria para romperlas en los líquidos. El punto de fusión es la
temperatura a la cual esta estructura se desequilibra a causa de que las moléculas tienen la
suficiente energía para vencer las fuerzas que las unen a las otras y pasar de un estado sólido a
líquido. En este laboratorio se midieron los puntos de fusión de diferentes sustancias orgánicas
para compararlos con su estructura y propiedades y así establecer qué factores pueden afectar el
punto de fusión.

Objetivo general:

 Medir el punto de fusión de las sustancias problemas.

Objetivos específicos:

 Determinar por qué el porcentaje de recuperación de la urea es menor que el del

naftaleno a través del método de sublimación.
 Identificar la relación entre punto de fusión y las fuerzas intermoleculares.
 Comparar el punto de fusión respecto a la composición de la molécula.
 Aprender a realizar un montaje con el cual se pueda medir el punto de fusión de una
sustancia.

Marco teórico:

La temperatura de fusión es el cambio desde una disposición muy ordenada de partículas en el

retículo Cristalino al más desordenado que caracteriza a los líquidos. La
Fusión se produce cuando se alcanza una temperatura a la cual la energía térmica de las partículas
Es suficientemente grande como para vencer las fuerzas intracristalinas que las mantienen
Tienen en posición. En términos un poco más sencillos es cuando la materia pasa del estado sólido
al líquido tras fundirse, El punto de fusión de un sólido cristalino es la temperatura del cambio del
estado sólido al líquido, cuando se encuentra a la presión de 1 atmósfera.1

Las fuerzas intermoleculares son las fuerzas de atracción entre las moléculas estas fuerzas son las
responsables del comportamiento no ideal de los gases. Ejercen aún más influencia en las fases
condensadas de la materia es de decir los líquidos y sólidos. A medida que baja la temperatura de
un gas disminuye la energía cinética promedio de sus moléculas. Así a una temperatura
suficientemente baja las moléculas ya no tienen la energía necesaria para liberarse de la atracción
de las moléculas vecinas. Este concepto es incluido ya que el punto de fusión es proporcional a las
fuerzas intermoleculares es decir que la magnitud del punto de fusión nos da una idea de que tan
grande es la fuerza intermolecular. 2

La sublimación es el paso de una sustancia del estado sólido al gaseoso sin pasar por el estado
líquido. Se puede considerar como una forma especial de destilar una sustancia sólida. El sólido
que sublima se convierte directamente por calefacción (sin fundir) en su vapor, después se
condensan sus vapores a sólido mediante enfriamiento. La temperatura de sublimación es aquella
a la cual la presión de vapor del sólido iguala a la presión externa. Para que una sustancia sublime
debe tener una elevada presión de vapor, es decir, las atracciones intermoleculares en estado
sólido deben ser débiles Cuanto menor sea la diferencia entre la presión externa y la presión de
vapor de una sustancia más fácilmente sublimará. La sublimación es un método excelente para la
purificación de sustancias relativamente volátiles. 3

Parte experimental:

Sublimación

Presión ambiente:
1. Se colocan 0.5 g de una mezcla de urea contaminado en una Beaker limpio y seco
Previamente pesado y se cubre con un vidrio de reloj conteniendo agua sobre éste. Se coloca el
Beaker en un baño de arena o de agua calentando cuidadosamente.

2. terminada la sublimación se pasa la urea a un papel no absorbente previamente pesado y se

calcula el porcentaje de recuperación. Para calcular el porcentaje de naftaleno en la mezcla se
pesa el residuo no sublimado y por diferencia se determina la cantidad de urea.

Punto de fusión:
1. Preparación de la muestra:
La técnica más sencilla para cargar un capilar consiste en tomar una pequeña cantidad de la
sustancia
Previamente reducida a polvo fino, colocarla sobre una espátula y apretar suavemente el extremo
Abierto del capilar contra ella. Generalmente basta la fricción entre el vidrio y la muestra para
coger con
El extremo del tubo capilar en espesor de 1 mm de muestra. Luego se lleva la muestra hasta el
fondo del
Capilar (extremo cerrado). Existen varios métodos que el instructor explicará.
2. Determinación del punto de fusión de un compuesto puro:
Monte o arme el equipo para puntos de fusión señalado en la figura 4. Atienda las instrucciones
Del profesor.
Tome un punto de fusión aproximado para una muestra problema calentando rápidamente el
Equipo sin exceso, hasta lograr la fusión.
Deje enfriar el equipo y luego coloque otro capilar con muestra para la determinación real del
punto
De fusión. Caliente el aceite hasta unos 15º C por debajo del punto de fusión aproximado
observado
Previamente. Desde este punto hasta la fusión completa debe calentarse lentamente, a un ritmo
de
1 a 2º C por minuto. Anote todos los cambios observados en la muestra, (color, textura, etc.), y el
Intervalo o rango de temperatura de fusión.
Anotar la temperatura cuando aparecen trazas de líquido y la temperatura cuando todo el sólido
Esté fundido, reportar este rango y el promedio como el punto de fusión de la muestra.

Cálculos resultados:

Tabla de temperaturas del laboratorio. (Tabla 1)

T1°C T2°C T3°C T4°C

Naftaleno 80 81 170 174
Ácido salicílico 148-155 149-157 154-159 155-159
Urea 130-134 131-133 120-128 122-126
Acetanilida 112-115 110-114 118-120 116-121
Ácido benzoico 120 123 103-120 120-125
 (a-b)
a: temperatura a la cual inició a fundirse.
b: Temperatura a la que estuvo totalmente líquido.
Temperatura de fisión. (Tabla 2)

T1°C T2°C T3°C T4°C

Naftaleno 80 81 170 174
Ácido salicílico 155 157 159 159
Urea 134 133 128 126
Acetanilida 115 114 120 121
Ácido benzoico 120 123 120 125

Promedio de temperaturas y porcentaje de error. (Tabla 3)

Temperatura promedio Temperatura teórica % de error

Naftaleno 126,25 80,3 57%
Ácido salicílico 157.5 158,3 0,5%
Urea 130,25 133 2%
Acetanilida 117,5 114 3%
Ácido benzoico 122 122 0%
-Urea.
-ácido benzoico.
Análisis de resultados y datos:
-acetanilida.
Según los datos obtenidos en el laboratorio -Naftaleno.
se puede establecer un orden en los puntos Con éste orden se puede decir que el
de fusión de mayor a menor de la siguiente compuesto con fuerzas intermoleculares más
forma: fuerte es el ácido salicílico. La urea, pese a
tener la misma fuerza intermolecular que el
ácido salicílico tiene menor punto de fusión a
causa del factor que determina esta fuerza,
la electronegatividad. Como el oxígeno tiene
-ácido salicílico. mayor electronegatividad que el nitrógeno,
-urea. los electrones compartidos en ésta parte de
-naftaleno. la molécula del ácido salicílico se verán más
-acido benzoico atraídos hacia él que los atraídos por el
-acetanilida. nitrógeno de la urea, haciendo que la carga
Al comparar estos resultados con los datos parcial negativa del grupo R-OH sea mayor
teóricos, podemos apreciar una que la presente en el grupo R-NH 2 dotando
inconsistencia en este orden; dicha así, al ácido salicílico de puentes de
inconsistencia radica en el porcentaje de hidrógeno más fuertes.
error otorgador por la medida del punto de El punto de fusión del ácido salicílico
fusión del naftaleno que es un de un 57% respecto al del benzoico es mayor a pesar de
(Ver tabla 3). formar los puentes entre los mismos átomos
Incluyendo este último dato a la (O- - -H) porque este posee un radical extra
organización, el orden de los compuestos respecto al benzoico que le posibilita un
será el siguiente: mayor número de enlaces entre moléculas
-Ácido salicílico. (puentes de hidrogeno).
 posee un punto de fusión que difiere
respectivamente de los demás, al ser una
molécula apolar, la unión entre estas
dependerá de un momento dipolar de
inducción electrostática que éste a su vez
depende de la proximidad de las moléculas
vecinas (en concreto sus electrones) y la
capacidad de polarización del compuesto en
sí, ya que solo habrá conectividad con sus
Respecto al ácido benzoico y urea, se puede
moléculas vecinas cuando el electrón de una
establecer el mismo criterio análisis, diciendo
molécula adyacente perturbe la carga neutra
que el número de radicales influye en la
de la molécula que en éste caso tenemos
diferencia en los puntos de fusión, incluso a
como principal para así inducir un dipolo
pesar de que el puente de hidrogeno entre
momentáneo; a causa de que la carga
nitrógeno- -hidrogeno sea de menor fuerza.
momentánea inducida se da por un lapso de
tiempo muy breve y no hay una gran
polarización, ésta fuerza de atracción
intermolecular es débil haciendo que las
propiedades que dependen de ella, en este
caso el punto de fusión sea bajo o no sea tan
fuerte como en los compuestos de otros
Grupos funcionales.

El porcentaje de recuperación de la urea es

Bajo la misma pauta, se revisaron los datos menor que la del naftaleno ya que esta
de laboratorio que pertenecen al punto de posee una fuerza intermolecular mucho
fusión de la acetanilida respecto a los demás mayor que la naftaleno, la urea posee una
compuestos y las fuerzas intermoleculares fuerza intermolecular tipo puentes de
que actúan sobre ella. Si se analiza con hidrogeno y esta es más fuerte a
detenimiento el punto de fusión de la comparación que la del naftaleno que su
acetanilida y su estructura se pueden fuerza intermolecular es de tipo dipolo
apreciar múltiples causas de su bajo inducido-dipolo inducido por tanto es
punto de fusión, en concreto, se habla de los correcto decir que como las fuerzas
puentes de hidrógeno N- -H que son débiles intermoleculares del naftaleno es menor esta
respecto a los F- -H y O- -H y también del se sublima más fácil porque por así decirlo la
número de ramificaciones de la cadena unión de sus moléculas es más débil y al
principal de la molécula que permiten formar momento de agregarle energía se liberan
estos enlaces entre moléculas, al poseer esta más moléculas que la de la urea ya que la
pocos puntos en los cuales se puedan unión de las moléculas de urea es mayor y se
establecer los puentes de hidrógeno se necesitara más energía para que se rompa
requerirá menos energía para separar una esa fuerza intermolecular que las mantiene
molécula de las que tenga en sus unida.
proximidades, por ende, la temperatura de
fusión será menor. El naftaleno, al poseer
una fuerza intermolecular diferente también
 2. Raymond, Chang. (2002). Química séptima
edición McGRAW-HILL INTERAMERICANA
EDITORES, S. A. de C. V.
Conclusiones:
3. Mariana López Sánchez, Jorge Triana
 Una de las primeras conclusiones
Méndez, Francisco J. Pérez G., María E. torres
que se puede sacar de ésta
p. (2005) Universidad de Las Palmas de Gran
experiencia hace referencia a la
Canaria (ULPGC). MÉTODOS FÍSICOS DE
intensidad de las fuerzas
SEPARACIÓN Y PURIFICACIÓN DE
intermoleculares en sólidos respecto
SUSTANCIAS ORGÁNICAS.
a los líquidos, esto se evidencia en a
energía necesaria para pasar un
compuesto de estado sólido a líquido
ya que ésta es mucho mayor a la
energía necesaria para pasar de
líquido a gas.
 Las fuerzas intermoleculares
dependen directamente de la
composición de las moléculas, se
puede afirmar esto después de
verificar los componentes de cada
una de estas moléculas.
 El punto de fusión es una propiedad
física que se origina a causa de las
fuerzas intermoleculares que actúen
en la sustancia, los puentes de
hidrogeno son las más fuertes y las
que requieren de mayor energía para
romperse, así mismo, las fuerzas de
dispersión de London son las que
menor energía requieren.
 La urea posee puentes de hidrogeno
esta es su fuerza intermolecular
como esta es más fuerte necesita
más energía para que se pueda
sublimar porque las fuerzas
electrostáticas son más fuertes que
las naftaleno.

Bibliografía:

1. Robert t. Morrison y Robert n. boyd (1998)

Química orgánica quinta edición Addison
Wesley Longman de Mexico S.A. de C.V.