PRÁTICA DE QUÍMICA ORGÂNICA I: Determinação do ponto de fusão e de ebuilição

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Além dos tipos de interações intermoleculares, também deve ser levado em consideração a massa molecular de cada substância. A massa molecular tem grande importância nessas propriedades físicas, já que a energia cinética depende diretamente da massa e da velocidade da molécula. Comparadas as forças de atração das moléculas para um composto de mesma função, o aumento da massa molecular, consequentemente aumenta a força de atração entre as moléculas. Isso pode ser facilmente explicado, pois uma cadeia de hidrocarboneto mais extensa tem uma maior área de superfície que comportam uma maior possibilidade de interações, atraindo mais ainda as moléculas. (CONSTANTINO, 2004).

1.2 Ponto de fusão e ebulição

Para que uma substância mude o seu estado físico, do estado líquido para o estado sólido e do estado líquido para o estado gasoso da matéria, é necessário que a transferência de uma certa quantidade de energia suficiente para que a energia cinética das moléculas ultrapasse a das forças atração. Dessa forma, as forças intermoleculares se tornam irrelevantes, e por sua vez, o material passa a ser gasoso. Essa energia é adquirida em forma de calor e é chamada de calor de vaporização (CONSTANTINO, 2004).

O mesmo ocorre para fundir um sólido, é preciso fornecer calor as moléculas até que a temperatura corresponda a uma energia cinética que seja no mínimo comparável à força que mantém as moléculas unidas. No estado sólido, a energia necessária para provocar a transição é chamada de calor de fusão.

Assim as substâncias iônicas devem ter pontos de fusão muito altos, pois têm maior força de atração entre as “moléculas”, em seguida vêm as substâncias que têm moléculas polares e depois com o ponto de fusão mais baixo vêm as substancias que têm moléculas apolares.

Com isômeros pensamos da seguinte maneira: o ponto de fusão é a passagem do estado sólido para o estado líquido; no estado sólido as moléculas ficam bem organizadas em uma estrutura cristalina, podendo ficar bem próximas, e é essa proximidade que é responsável pela força de atração. Portanto, quanto mais próximas umas das outras, maior será o ponto de fusão. Por isso, o ponto de fusão é muito sensível a fatores como a simetria das moléculas. Quanto mais simétrica forem, mais próximas podem ficar no estado sólido e com isso tendem a ter pontos de fusão mais altos. Os pontos de ebulição são muito menos sensíveis a essas diferenças (CONSTANTINO, 2004).

Portanto, para analisar a temperatura do ponto de fusão e ebulição de uma substância. Deve ser considerada o tipo de interação intermolecular realizada, seu peso molecular, quando se trata de isômeros a simetria da molécula também deve ser levada em consideração.

2- Objetivo

- Aferir os pontos de fusão do ácido salicílico (AS) e do ácido acetilsalicílico (AAS);

- Aferir os pontos de ebulição do t-Butanol e 1-Butanol;

3 - Materiais e reagentes

3.1 – Materiais e reagentes

- Tubo de Thiele;

- Termômetro (300º C);

- Tubo capilar;

- Tubo de ensaio fino;

- Anel de borracha (elástico);

- Garras;

- Suporte universal;

- Mufas;

- Bico de Bunsen;

3.2 - Reagentes:

- Ácido salicílico (C7H6O3);

- Ácido Acetilsalicílico (C9H8O4);

- t-Butanol ( C4H10O );

- 1-Butanol (C4H10O);

- Óleo de soja (C18H34O2);

4 - Procedimento experimental para determinar o ponto de fusão

Para esta experiência será utilizado um banho de óleo de soja para aquecer as amostras de tubos capilares com ácido salicílico e outros tubos capilares com ácido acetilsalicílico.

Neste experimento foi escolhido o banho com tubo de Thiele, usando óleo de soja como líquido, foi utilizado óleo quente para transferir calor uniformemente para a amostra no capilar de ponto de fusão, o óleo é aquecido no braço lateral e ele se expande. O óleo quente sobe o braço lateral, aquecendo sua amostra e o termômetro, assim que ele os atinge. Então, o óleo está mais frio, e desce para o fundo do tubo, onde é aquecido novamente com o Bico de Bunsen. Esse ciclo prossegue automaticamente, à medida que o experimento é feito no tubo de Thiele.

Reagentes:

[pic 2] [pic 3]

Figura 4.1.1 Ácido salicílico e ácido acetilsalicílico respectivamente.

4.1 – PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL PARA DETERMINAR PONTO DE FUSÃO:

Primeiramente foram separados 2 tubos capilares, fechando umas das extremidades dos mesmos com na chama do bico de Bunsen. No primeiro tubo capilar foi pulverizado uma pequena quantidade de ácido salicílico no segundo tubo capilar com acido acetilsalicílico e transferido para o tubo. O primeiro tubo capilar foi preso no termômetro com auxílio de um elástico, colocando o capilar com a ponta aberta virada para baixo, de modo a entrar no tubo Thiele e tomando cuidado para que o mesmo não encoste no tubo.

Em seguida, o tubo de Thiele foi preso a esse conjunto no suporte universal com a garra.

Feito isso foram transferidos cerca de 2/3 de óleo, de modo que o tubo capilar fixado ao termômetro seja submerso. Após isso, foi aquecido com o bico de Bunsen o braço tubo de Thiele, visando igualar a temperatura do óleo no tubo de Thiele. Foi mantido o banho de óleo a mesma temperatura por cerca de um minuto.

Este aquecimento no qual foi observado o aparecimento de um fluxo de bolhas contínua, originado do tubo capilar para superfície do sistema e a temperatura foi anotada. A chama do bico de Bunsen é removida da aparelhagem e anotado a temperatura na qual o fluxo de bolhas parou de se formar, pôde ser observado o refluxo para dentro do tubo. O mesmo procedimento foi repetido com o tubo capilar contendo ácido acetilsalicílico.