Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição

ETEC RAPOSO TAVARES

DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO DE AMOSTRAS SÓLIDAS E DO PONTO DE EBULIÇÃO DE AMOSTRAS LÍQUIDAS

Grupo 04

Amanda Rodrigues Ribeiro

Rodrigo de Moura Santos

Tarcisio Dantas Dias

William José Faria

São Paulo

Maio 2017

Resumo

O presente trabalho descreve experimentos com ênfase didática para determinar o ponto de fusão de substâncias sólidas e o ponto de ebulição de substâncias líquidas. Foram utilizados naftaleno como amostra sólida e álcool isopropílico como amostra líquida.

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1. Introdução

O ponto de fusão é a temperatura, com uma variação de até 2ºC para mais ou para menos, na qual uma substância que se encontra inicialmente em estado completamente sólido ou completamente líquido passa a apresentar concomitantemente esses dois estados físicos coexistindo em equilíbrio. O ponto de ebulição é definido como a temperatura, também com uma pequena variação, na qual a pressão do vapor de uma substância iguala-se à pressão atmosférica exercida sobre ela.

O conhecimento de tais temperaturas constitui importante método de identificação e caracterização de diferentes substâncias, daí a necessidade de procedimentos que auxiliem na sua determinação com a maior exatidão possível.

Os conceitos de ponto de fusão e de ponto de ebulição geralmente são aplicados apenas a substâncias puras, pois quando se trabalha com misturas o que se observam são intervalos maiores de variação de temperatura durante os quais ocorre a fusão ou a ebulição. Há ainda os casos de misturas que possuem ponto de fusão mas não possuem ponto de ebulição, as chamadas misturas eutéticas, e as misturas que possuem ponto de ebulição porém não apresentam ponto de fusão, conhecidas como misturas azeotrópicas.

Nos experimentos aqui descritos foi utilizado um termômetro analógico com escala entre -10 e 200ºC para determinar a temperatura do ponto de fusão de uma amostra de naftaleno pulverizado e o ponto de ebulição de uma amostra de álcool isopropílico. Para a determinação dos pontos de fusão e de ebulição as amostras foram aquecidas imersas em banhos compostos por substâncias não inflamáveis e com seus respectivos pontos de fusão e de ebulição maiores do que os das amostras analisadas, pois se assim não fosse o banho mudaria de estado físico antes das amostras, inviabilizando os experimentos.

Adicionalmente, teria sido possível aquecer diretamente as amostras em um béquer ou cápsula de porcelana e nelas introduzir o termômetro, porém para isso seriam necessárias quantidades muito maiores das amostras e a acurácia das observações não seria necessariamente maior.

As quantidades utilizadas das amostras e dos banhos não foram determinadas quantitativamente, havendo apenas a preocupação de utilizar quantidades suficientes para que não houvesse evaporação total, nem das amostras, nem dos banhos, fato que comprometeria a integridade da vidraria aquecida.

Para a determinação do ponto de fusão foi utilizado um tubo capilar de vidro contendo a amostra de naftaleno imerso em um banho de glicerina dentro de um tubo de thiele, desenvolvido pelo químico alemão Johannes Thiele. A forma peculiar desse tubo, que contém uma espécie de braço triangular, possibilita a formação de uma corrente de convecção bem definida, o que permite um aquecimento bastante homogêneo do líquido nele contido. Para otimizar essas correntes de convecção o ideal é utilizar uma quantidade de líquido que não fique nem abaixo nem muito acima do diâmetro da saída superior do braço do tubo. O bulbo do termômetro e o fundo do capilar contendo a amostra de naftaleno devem ficar nivelados um em relação ao outro e posicionados na altura do meio do diâmetro da saída lateral superior, ou seja, dentro da corrente de convecção formada dentro do tubo e o mais longe possível da parte inferior do braço e do fundo, que terão um contato maior com a chama do bico de bunsen.

Para a determinação do ponto de ebulição foi utilizada a metade de um tubo capilar selado em uma extremidade e posicionado com a extremidade aberta no fundo de um tubo de ensaio contendo uma coluna da amostra de álcool isopropílico menor do que o comprimento do tubo capilar, para que o tubo capilar não fosse completamente preenchido pela amostra. Esse espaço livre de amostra no fundo do capilar invertido é necessário para criar o fluxo de bolhas a partir de sua extremidade aberta, o qual permite determinar o momento do início da ebulição.

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2. Metodologia e Procedimentos Experimentais

Tabela 1: Materiais e amostras utilizados

Material utilizado

Amostra líquida

Amostra sólida

Almofariz e pistilo

Béquer de 250ml

Bico de bunsen

Elástico de látex

Glicerina

Mufas com garra metálica

Suporte universal

Tela de amianto

Termômetro

Tripé