DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO E EBULIÇÃO

DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO E EBULIÇÃO

INTRODUÇÃO

Um composto, uma substância ou uma espécie química, quando pura, apresenta propriedades físicas, químicas e físico-químicas próprias dela, que a caracterizam.

Entre as principais propriedades físicas que caracterizam determinadas substâncias e permitem dizer se a mesma é pura ou não, têm-se: ponto de fusão e ponto de ebulição.

Para a determinação do ponto de fusão e ebulição, dispomos de uma série de métodos que podem ser utilizados. Na prática em questão, utilizaremos o método do tubo de Thiele para a determinação do ponto de fusão e ebulição de algumas substâncias.

Define-se como ponto de fusão de uma substância pura a temperatura na qual a fase sólida está em equilíbrio com a fase líquida, e ponto de ebulição de uma substância pura a temperatura na qual a fase líquida está em equilíbrio com a fase sólida.

O ponto de fusão depende das forças existentes entre as moléculas (ou entre íons, no caso de cristais iônicos) da substância sólida, que a uma determinada pressão, é um valor constante, fator característico de uma substância pura, e por isso a sua determinação constitui um dos métodos pelo qual se pode calcular o grau de pureza desta substância. As substâncias que não são puras não possuem um ponto de fusão fixo, ou seja, quando elas começam a fundir a temperatura pode variar dentro de um intervalo de temperatura.

Já o ponto de ebulição, se um líquido é colocado em um recipiente fechado, parte dele evapora, até que o vapor formado tenha certo valor de pressão denominado tensão de vapor que representa o limite máximo para a evaporação daquele líquido, naquela temperatura. Cada líquido tem sua própria pressão de vapor, que depende da natureza do líquido, mas não da quantidade. Durante a ebulição, no caso de substâncias puras, bem como em qualquer transição de estados físicos, a temperatura do sistema mantém-se constante, até que toda a massa líquida passe ao estado gasoso. No caso de substâncias impuras a temperatura do ponto de ebulição pode variar dentro de um intervalo de temperatura.

Nas figuras 1 e 2 a seguir pode-se analisar os intervalos de temperatura em que as substâncias puras ou impuras entram em fusão ou ebulição.

[pic 1]

Figura 1 – Ponto de fusão e ebulição de uma substância pura

[pic 2]

Figura 2 – Ponto de fusão e ebulição de uma mistura

Durante o processo de mudança de estado existem fatores que podem influenciar na determinação da temperatura, como pressão, tamanho da cadeia ou peso molecular, presença de ramificação e polaridade.

Vale observar que uma escala termométrica, medidora de temperaturas, pode ser definida a partir de relações físicas conhecidas e de dados de projeto do termômetro, a partir do ajuste de pontos experimentais, utilizando pontos fixos de referência, ou ainda a partir do ajuste de pontos experimentais, utilizando-se de um termômetro padrão como referência.

A calibração de um termômetro consiste na comparação desses valores obtidos de um instrumento calibrado. Esta permite verificar a conformidade de um instrumento e também estabelecer uma relação entre a indicação obtida e o valor real. Como beneficio o processo de calibração fornece a confiabilidade dos resultados obtidos auxiliando o usuário do instrumento a reduzir as incertezas do processo de medição.

O método do tubo de Thiele representa um tubo de vidro munido de um braço lateral no qual se realiza o aquecimento do fluido contido no mesmo. Ao tubo de Thiele é inserido um microtubo que se encontra ajustado ao termômetro com assistência de um anel de borracha contendo o liquido ou o sólido que se deseja analisar os pontos de fusão e/ou ebulição.

OBJETIVOS

Determinação do ponto de fusão e ebulição de algumas substâncias, seguida da calibração do termômetro.

PROPRIEDADES E TOXICIDADES

Substância	Fórmula molecular	Peso molecular (g)	Ponto de fusão (ºC)	Ponto de ebulição (ºC)	Densidade (g/cm3)	Solubilidade	Toxicidade
Nitrobenzeno	C6H5NO2	123	5,7	210,9	1,20	Solúvel em água e acetato. Miscível em etanol.	Tóxico por inalação, contato com a pele e ingestão
M-dinitrobenzeno	C6H4N2O4	168	89,9	291	1,57	Insolúvel em água. Solúvel em acetato, benzeno e clorofórmio	Tóxico por inalação, contato com a pele e ingestão.  Irritante aos olhos
Ácido benzóico	C7H6O2	122	120	249	1,32	Pouco solúvel em água. Solúvel em metanol, acetona, benzeno e clorofórmio	Irritante aos olhos, sistema respiratório e pele.
Ácido p-aminobenzeno	C7H7NO2	137	187	-	1,37	Pouco solúvel em água. Solúvel em etanol.	Irritante aos olhos, sistema respiratório e pele
Ácido cinâmico	C9H8O2	148	134	300	1,25	Pouco solúvel em água. Solúvel em metanol, etanol e clorofórmio	Irritante aos olhos, sistema respiratório e pele
Hexano	C6H14	86	-95	68	0,70	Insolúvel em água. Solúvel em éter, metanol e clorofórmio	Tóxico. Irritante aos olhos, sistema respiratório e pele. Pode causar danos aos sistemas internos do corpo.
Acetato de etila	C4H8O2	88	-83	77	0,902	Pouco solúvel em água. Miscível em etanol, acetona e clorofórmio.	Pode causar perca de sentidos náuseas e etc. irritante ao sistema respiratório.
Álcool isopentílico	C5H12O	88	-117,2	132	0,811	Insolúvel em água. Solúvel em éter e etanol.	Irritante aos olhos, sistema respiratório e pele
Glicerina	C3H8O3	92	17, 8	290	1,26	Miscível em água	Não é considerado tóxico
Óleo mineral	-	-	-	260-330	-	Insolúvel em água	Não é considerado tóxico