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María Cristina Caterina
Gisela Ortiz
Ariadna Tomeo
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Punto de fusión
Definición: Temperatura del cambio de estado sólido-líquido a 1
atmósfera de presión.
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En un sólido cristalino, las moléculas están
unidas por fuerzas de cohesión formando el
retículo cristalino. El aumento de la
temperatura provoca aumento de la energía
cinética del sistema lo que lleva a vencer las
fuerzas intermoleculares y el sólido funde
Punto de fusión
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Punto de fusión
¿Hay diferencias entre las uniones intermoleculares de sólidos orgánicos e inorgánicos?
En los compuestos orgánicos predominan las fuerzas de Van der Waals. También las uniones puente de hidrógeno y las atracciones dipolo-dipolo.
En los compuestos inorgánicos tienen mucha importancia las uniones iónicas.
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Punto de fusión
¿La presión externa tiene influencia en
la temperatura de fusión?
A diferencia del punto de ebullición, el
punto de fusión de una sustancia es
poco afectado por la presión.
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Punto de fusión
En las sustancias puras, el proceso de
fusión ocurre a una temperatura definida, o
con un intervalo muy pequeño.
En cambio, si hay impurezas, éstas
provocan que la temperatura de fusión
disminuya y el intervalo en que se observa
el cambio de estado se amplíe.
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P unto de fus iónpres enc ia de impurezas
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¿Cómo podemos verificar la presencia de impurezas
en un sólido?
-determinando la temperatura de fusión
-realizando una cromatografía analítica
Punto de fusión
Llenado de capilares
para determinar la
temperatura de fusión
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Punto de fusión
¿Cómo se determina la temperatura de fusión?
Distintos aparatos empleados
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Punto de fusión
¿Cómo se determina la temperatura de fusión?
Distintos aparatos electrónicos empleados
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Punto de fusión
¿Es criterio de pureza?
-No, existen mezclas que se comportan como sólidos puros: son conocidas como eutécticas: funden a temperatura constante.
-Algunos tipos de impurezas no deprimen la temperatura de fusión.
¿Es criterio de identidad?
No, varios sólidos pueden tener temperaturas de fusión iguales o muy similares.
Punto de fusión
¿Pero hay alguna forma de emplear el PF
en la identificación de un compuesto?
Por ejemplo: tenemos un sólido (X) que
suponemos es ácido benzoico y contamos con un
testigo (T) del mismo. Si al tomar el punto de
fusión de una mezcla (X+T) el valor obtenido es
igual al de X purificado, puedo asegurar que X=T.
Si el valor disminuye y aumenta el rango, uno de
los sólidos está actuando como impureza.
A este ensayo se lo conoce como PF mezcla
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Purificación de sólidos
Los métodos empleados para la
purificación de sólidos son:
recristalización
sublimación
cromatografía preparativa
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RECRISTALIZACIÓN
¿Siempre es necesario purificar un sólido
antes de emplearlo?
Algunos sólidos se van contaminando con
el tiempo, por ejemplo por reacciones de
degradación.
Ej: Aspirina ( por acción de la humedad)
Enalapril ( por acción de la luz)
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RECRISTALIZACIÓN
Cuando se aislan sólidos a partir de
procesos de extracción (por ejemplo a
partir de materiales de origen vegetal)
suelen contener impurezas.
Los productos sólidos que se obtienen en
una síntesis, suelen estar acompañados
de pequeñas cantidades de reactivos y de
subproductos.
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El método más empleado para la eliminación de las
impurezas de un sólido recibe el nombre de
RECRISTALIZACIÓN
Consiste en sucesivas cristalizaciones, empleando
un disolvente puro, o una mezcla de disolventes, y
se basa en la diferencia de solubilidades en frío y en
caliente.
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RECRISTALIZACIÓN
¿En qué consiste?
En disolver el sólido a purificar en un
solvente en caliente (obtención de una
solución saturada en caliente) y dejarlo que
cristalice al disminuir la temperatura
(porque la solución estará sobresaturada y
el exceso de sólido que no llegue a
solubilizarse a esa menor temperatura se
separará en forma de cristales, dejando
fuera de la red cristalina a las impurezas).
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RECRISTALIZACIÓN
Podemos esquematizarla así:
se coloca el sólido
con unos ml del
solvente en el que
la muestra es
insoluble en frío
se
calienta se
enfría
se obtiene una
solución saturada
a la temperatura
de ebullición del
solvente
al enfriarse la solución
se sobresatura y el
exceso de sólido se
separa como cristales.
Las impurezas quedan
solubilizadas
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RECRISTALIZACIÓN
Técnica general
1- Selección del solvente adecuado (puro o mezcla)
2- Disolución en caliente de la sustancia impura en el solvente elegido.
3- Si la solución es coloreada, se trata con carbón activado.
4- Si existe material insoluble o se agregó carbón activado, filtración de la solución en caliente.
5- Enfriamiento de la solución.
6- Separación de los cristales de las aguas madres por filtración al vacío en frío. Lavado de los cristales.
7- Secado del sólido.
Posteriormente se controla la pureza (a través de la temperatura de fusión y/o cromatografía)
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Condiciones del solvente para recristalizar:
-no debe solubilizar al sólido en frío
-debe solubilizarlo en caliente
-al enfriarse, el sólido debe cristalizar
-no debe reaccionar con el sólido a purificar
-de ser posible no debe ser tóxico ni inflamable
-para favorecer el secado, debe ser volátil
-de ser posible, su punto de ebullición debe
ser menor que el punto de fusión del sólido
RECRISTALIZACIÓN
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Selección del solvente adecuado para recristalizar:
Realizar las pruebas en tubos de ensayo con poca
cantidad de sólido (punta de espátula) probando
primero con el solvente en frío (el sólido no se debe
solubilizar) y luego en caliente (se tiene que
solubilizar todo el sólido para que el solvente sea
elegido) y comprobando que los cristales
reaparecen al enfriar. Solvente
RECRISTALIZACIÓN
Solvente Solubilidad
en frío
Solubilidad
en caliente
¿Es solvente
de elección?
A Si Si NO
B No No NO
C No Si Si
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Disolución del sólido en caliente
(en solventes poco volátiles)
Coloque el sólido en el
erlenmeyer y agregue solvente
hasta cubrirlo; agregue un trozo
de piedra porosa; caliente hasta
temperatura de ebullición del
solvente. Si es necesario para
que toda la muestra se solubilice
en caliente, agregue más
solvente.
RECRISTALIZACIÓN
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Disolución del sólido en
caliente
Si se emplea un solvente volátil se
emplea la misma técnica con un
aparato de calentamiento a reflujo,
que consiste en balón con boca
esmerilada adosado a un
refrigerante, para que los vapores
del solvente condensen y vuelvan
al balón.
RECRISTALIZACIÓN Aparato para
calentamiento a
reflujo
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Se emplea la mínima cantidad de solvente
necesaria para solubilizar todo el sólido en
caliente para recuperar la mayor cantidad de
muestra, pero se debe agregar una pequeña
cantidad extra de solvente para evitar la
precipitación del sólido durante la filtración en
caliente.
RECRISTALIZACIÓN
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¿Cómo se eliminan las impurezas insolubles en caliente?
Se realiza una filtración por gravedad empleando embudo
de vidrio con papel plegado, sobre un erlenmeyer.
De ser posible el embudo se calienta para evitar la
precipitación del sólido al disminuir la temperatura.
RECRISTALIZACIÓN
Plegado del papel de filtro
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Cuando todo el sólido
cristalizó lentamente y se
encuentra a temperatura
ambiente, se filtra a presión
reducida utilizando un
embudo de porcelana y un
kitasato. Los cristales se
lavan con unos mililitros
del solvente en el que es
insoluble en frío y se vuelve
a eliminar el solvente.
RECRISTALIZACIÓN
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RECRISTALIZACIÓN
Para secar la muestra, pasar el sólido a un vidrio de
reloj o placa de Petri (cuidar que quede bien repartido
para favorecer el secado) y dejarlo cerca de una
fuente de calor o colocar en estufa (si la muestra lo
permite).
Una vez seco cargar capilares y tomar la temperatura
de fusión.
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Objetivos del Trabajo Práctico:
Purificar una muestra sólida por el método
de recristalización.
RECRISTALIZACIÓN
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Materiales necesarios:
tubos de ensayo pinza de madera
gradilla erlenmeyer
placa calefactora capilares
varilla de vidrio agarraderas
doblenueces vaso de precipitados
aro metálico embudo de vidrio
papel de filtro embudo Hirsch
kitasato vidrio de reloj
aparato para medir punto de fusión
RECRISTALIZACIÓN
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RECRISTALIZACIÓN
Informe Título del trabajo práctico
Objetivos
Datos bibliográficos de los compuestos
Equipos empleados: esquemas
Resultados obtenidos, y condiciones de trabajo:
solvente/s empleado/s.
rangos de temperaturas de fusión de la muestra
cruda.
Conclusiones: deben referirse claramente a los
objetivos propuestos.
Bibliografía empleada.
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Recristalización en mezcla
de solventes ¿Cuándo se usa?
Cuando no se cuenta con un solvente en el que la muestra sea insoluble en frío y soluble en caliente.
Se usan combinados dos solventes:
-en uno la muestra es soluble en frío y en caliente,
-en el otro es insoluble en frío y en caliente.
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Recristalización en mezcla de
solventes
Condiciones:
-Los solventes deben ser totalmente
miscibles.
-Deben tener puntos de ebullición cercanos.
Ejemplos:
Etanol-agua
Acetona-etanol
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RECRISTALIZACIÓN
BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA
MARTÍNEZ GRAU Y y CSÁKY, Técnicas
Experimentales en Síntesis Orgánica.
VOGEL, Practical Organic Chemistry
GALAGOVSKY KURMAN, Fundamentos
teórico-prácticos del Laboratorio.