punto de fusiÓn uso del punto de fusiÓn en quÍmica orgÁnica purificaciÓn por recristalizaciÓn...
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PUNTO DE FUSIÓNPUNTO DE FUSIÓN
USO DEL PUNTO DE FUSIÓN EN USO DEL PUNTO DE FUSIÓN EN
QUÍMICA ORGÁNICAQUÍMICA ORGÁNICA
PURIFICACIÓN POR RECRISTALIZACIÓNPURIFICACIÓN POR RECRISTALIZACIÓN
Cátedra de Química Orgánica
¿QUÉ ES EL PUNTO DE FUSIÓN?¿QUÉ ES EL PUNTO DE FUSIÓN?
TemperaturaTemperatura a la cual un sólido cristalino se transforma en líquido a la a la cual un sólido cristalino se transforma en líquido a la presión de 1 atmósfera.presión de 1 atmósfera.
El punto de fusión de un compuesto sólido cristalino es la temperatura 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 a la cual se encuentran en equilibrio la fase sólida y la fase líquida y generalmente ,es informado, dando el intervalo entre dos temperaturasgeneralmente ,es informado, dando el intervalo entre dos temperaturas: : la primera es cuando la primera es cuando aparece la primera gotita de líquido y la segunda aparece la primera gotita de líquido y la segunda es cuando la masa cristalina termina de fundir. es cuando la masa cristalina termina de fundir.
Por ej., el pf del ácido benzoico se informa comoPor ej., el pf del ácido benzoico se informa como: : pf = 121 – 122ºpf = 121 – 122º
PARA UNA SUSTANCIA PURA EL PUNTO DE FUSIÓNPARA UNA SUSTANCIA PURA EL PUNTO DE FUSIÓN ES IDÉNTICO AL PUNTO DE SOLIDIFICACIÓN.ES IDÉNTICO AL PUNTO DE SOLIDIFICACIÓN.
PROPIEDADES PROPIEDADES DEL DEL
PUNTO DE FUSIÓNPUNTO DE FUSIÓN Es una constante.Es una constante.
No se afecta prácticamente por cambios moderados de No se afecta prácticamente por cambios moderados de la presiónla presión..
Se altera sensiblemente por la presencia de impurezasSe altera sensiblemente por la presencia de impurezas ..
EL PUNTO DE FUSIÓN SE USA COMO EL PUNTO DE FUSIÓN SE USA COMO
CRITERIO DE PUREZA.CRITERIO DE PUREZA.
DIAGRAMA DE DIAGRAMA DE PRESIÓN DE VAPOR vs. TEMPERATURAPRESIÓN DE VAPOR vs. TEMPERATURA
T1 ES LA TEMPERATURA A LA CUAL COEXISTEN EN EQUILIBRIO LAS FASES SÓLIDA Y LÍQUIDA DE X, Y POR LO TANTO T1 ES EL PUNTO DE FUSIÓN DE X
EFECTO DE UNA IMPUREZA EFECTO DE UNA IMPUREZA YY (SOLUBLE EN EL LIQUÍDO (SOLUBLE EN EL LIQUÍDO X)X)SOBRE EL PUNTO DE FUSIÓN DE SOBRE EL PUNTO DE FUSIÓN DE XX
La presión de vapor que se debe considerar aquí es la presión La presión de vapor que se debe considerar aquí es la presión de vapor debida al líquido de vapor debida al líquido X. X. Se aplica la ley de Se aplica la ley de Raoult:Raoult:
PPXX = Pº = PºXX . fracción molar de . fracción molar de XX
Dado que la fracción molar es siempre < ó = que 1 Dado que la fracción molar es siempre < ó = que 1 si en una sustancia X que funde hay presente una impureza Y que si en una sustancia X que funde hay presente una impureza Y que
queda disuelta en la masa líquida fundida queda disuelta en la masa líquida fundida
PPXX < ó = que Pº < ó = que PºXX y por lo tanto el Punto de fusión desciendey por lo tanto el Punto de fusión desciende
EFECTO DE UNA IMPUREZA EFECTO DE UNA IMPUREZA YY (SOLUBLE EN EL LIQUÍDO (SOLUBLE EN EL LIQUÍDO X)X)
SOBRE EL PUNTO DE FUSIÓN DE XSOBRE EL PUNTO DE FUSIÓN DE X
Si se agrega a Si se agrega a X X mayores cantidades de mayores cantidades de Y,Y, progresivamente progresivamente disminuye su punto de fusión hasta que disminuye su punto de fusión hasta que YY está en la cantidad está en la cantidad suficiente como para saturar el disolvente líquido suficiente como para saturar el disolvente líquido X X y un nuevo y un nuevo agregado de la impureza no produce cambios en el punto de agregado de la impureza no produce cambios en el punto de fusión. Esta temperatura Tfusión. Esta temperatura TE, E, a la que una solución saturada de a la que una solución saturada de Y Y en el líquido en el líquido X X está en equilibrio conestá en equilibrio con el sólido el sólido X, X, es el es el
PUNTO EUTÉCTICOPUNTO EUTÉCTICO
Diagrama general Temperatura - Composición
DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DEL PUNTO DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DEL PUNTO DE FUSIÓNDE FUSIÓN
Existen tipos de aparatos para determinar el punto de fusión. Existen tipos de aparatos para determinar el punto de fusión. En este laboratorio, usaremos dosEn este laboratorio, usaremos dos: muestra en : muestra en capilar y el capilar y el muestra en cubre-objetos .muestra en cubre-objetos .
1.1. Cargar una pequeña cantidad de muestra seca y Cargar una pequeña cantidad de muestra seca y finamente divididafinamente dividida en el tubo capilar, previamente en el tubo capilar, previamente cerrado a la llama en uno de los extremos.cerrado a la llama en uno de los extremos.
2.2. Unir el capilar al termómetro, cuidando que la parte que Unir el capilar al termómetro, cuidando que la parte que contiene la muestra coincida con el bulbo.contiene la muestra coincida con el bulbo.
3.3. Calentar el baño lentamente y registrar la T a la cual se Calentar el baño lentamente y registrar la T a la cual se percibe la 1ra. gota de líquido y la T a la cual la fusión se percibe la 1ra. gota de líquido y la T a la cual la fusión se completa.completa.
4.4. Si se conoce el Pf. de la sustancia se calienta el baño Si se conoce el Pf. de la sustancia se calienta el baño más rápidamente hasta unos 10º por debajo del Pf. y más rápidamente hasta unos 10º por debajo del Pf. y luego a no más de 1 ò 2º/minluego a no más de 1 ò 2º/min
COMO REGLA GENERAL UNA COMO REGLA GENERAL UNA SUSTANCIA PURASUSTANCIA PURA FUNDE EN FUNDE EN UN UN INTERVALO DE FUSIÒN DE 0.5º A 1.0ºINTERVALO DE FUSIÒN DE 0.5º A 1.0º
Distintos tipos de baños para la
determinación de puntos de fusióna) Vaso de precipitación. b)Matraz Kjeldahl. c) Baño doble. d) Aparato de Thiele.
PREPARACIÓN Y COLOCACIÓN DEL CAPILAR
A B C
A: poca cantidad de muestraNo se observará en forma apropiada el punto de fusión.
B: cantidad de muestra correcta, cerca del límite superior.Bien compacta.
C: demasiada cantidad de muestra.El rango del punto de fusión resultará muy amplio
72º
74º
73º
IBUPROFENO (Aislado de tabletas comerciales)
75º
Valor de tablas: 75-77º
Index Merck 12th Ed
PUNTO DE FUSIÓN PUNTO DE FUSIÓN MEZCLAMEZCLA
PfmPfm ((X - Y)X - Y) es el punto de fusión de una mezcla es el punto de fusión de una mezcla íntima en partes aproximadamente iguales de íntima en partes aproximadamente iguales de X X e e Y.Y.
Suponiendo PfSuponiendo PfXX = Pf = PfY Y ¿ es ¿ es X X idéntico a idéntico a Y Y ??
Se determina Se determina PfmPfm ((X - Y). X - Y).
SiSi PfmPfm ((X - Y)X - Y) = = PfPfXX = Pf = PfY Y X X = = Y Y SiSi PfmPfm ((X - Y)X - Y) < < PfPfXX = Pf = PfY Y X X Y Y
EL PUNTO DE FUSIÓN MEZCLA SE USA COMO EL PUNTO DE FUSIÓN MEZCLA SE USA COMO CRITERIO DE IDENTIFICACIÓNCRITERIO DE IDENTIFICACIÓN
Determinación automatizada del Determinación automatizada del Punto de FusiónPunto de Fusión
Muestras en fase sólidaMuestras en fase sólida
MeniscoMenisco
Punto finalPunto final
PURIFICACIÓN POR RECRISTALIZACIÓNPURIFICACIÓN POR RECRISTALIZACIÓN
1.Elección del disolvente.1.Elección del disolvente.La sustancia a purificar debe tener una marcada diferencia de solubilidad La sustancia a purificar debe tener una marcada diferencia de solubilidad
en caliente y en frío.en caliente y en frío.
La impureza debe ser muy poco soluble en caliente, o muy soluble tanto La impureza debe ser muy poco soluble en caliente, o muy soluble tanto en caliente como en frío.en caliente como en frío.
No debe reaccionar con la sustancia a purificar.No debe reaccionar con la sustancia a purificar.
Debe ser fácilmente evaporable y no peligrosa su manipulación. Debe ser fácilmente evaporable y no peligrosa su manipulación.
Debe formar buenos cristales del compuesto a purificar.Debe formar buenos cristales del compuesto a purificar.
2.Preparación de la solución2.Preparación de la solución Como regla general se debe disolver la sustancia en la mínima cantidad Como regla general se debe disolver la sustancia en la mínima cantidad
de solvente a su temperatura de ebullición.de solvente a su temperatura de ebullición.
3.Decoloración.3.Decoloración.Si fuera necesario la solución se hierve durante 5 - 10 min con carbón Si fuera necesario la solución se hierve durante 5 - 10 min con carbón
activado.activado.
4.Filtración de la solución en caliente4.Filtración de la solución en calienteFiltración rápida con material precalentado.Lavado con el solvente Filtración rápida con material precalentado.Lavado con el solvente
caliente.caliente.
5.Enfriamiento de la solución5.Enfriamiento de la solución..Una cristalización lenta favorece la formación de cristales más grandesUna cristalización lenta favorece la formación de cristales más grandes..
6.Filtración en frío para separar los cristales6.Filtración en frío para separar los cristales En general se usa la filtración al vacío.Lavado de los cristales con el En general se usa la filtración al vacío.Lavado de los cristales con el
disolvente frío .disolvente frío .
7.Secado de los cristales.7.Secado de los cristales.
8.Determinación del Pf. del compuesto purificado y 8.Determinación del Pf. del compuesto purificado y comparación con el Pf. original.comparación con el Pf. original.
99..Repetición de los pasos 2 a 8.Repetición de los pasos 2 a 8.
LA PURIFICACIÓN SE CONSIDERA CONCLUIDA LA PURIFICACIÓN SE CONSIDERA CONCLUIDA CUANDO DOS PUNTOS DE FUSIÓN CUANDO DOS PUNTOS DE FUSIÓN
CORRESPONDIENTES A ETAPAS SUCESIVAS CORRESPONDIENTES A ETAPAS SUCESIVAS DEN EL MISMO VALOR.DEN EL MISMO VALOR.
FILTRACIÓN RÁPIDA EN CALIENTE A TRAVÉS DE PAPEL PLEGADO
Conexión al vacío
Embudo Buchner (o Hirsh)
Kitasato
Manguera de pared gruesa
FILTRACIÓN AL VACÍO
Embudo de Buchner
Papel de filtro
Succión
Frasco
kitasato
Embudo de Hirsch
Papel de filtro
Succión
Tubo de ensayos
Tubo
Alambre de aluminio
FILTRACIÓN AL VACÍO
CALENTAMIENTO DURANTE LA RECRISTALIZACIÓN
Trípode
Tela metálica
ErlenmeyerBalón
Manta calefactora
Regulador de
voltaje
Agua
Agua
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