DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO DE COMPOSTOS ORGÂNICOS

UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO – UFMA

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA – CCET

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA – DEQUI

CURSO: FARMÁCIA

DISCIPLINA: QUIMICA ORGÂNICA I

Profª PAULINA CARVALHO

DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO DE COMPOSTOS ORGÂNICOS

Antonio André do Vale Nascimento

Francisco de Assis de Oliveira

Haymê dos Santos Ferreira

Pâmela Costa dos Santos

Talita de Jesus Furtado Tavares

São Luís – MA

2013

1. INTRODUÇÃO

Dentro das mesmas condições, são vários os fatores que levam diferentes substâncias a possuírem resultados diferenciados no Ponto de Fusão; ou seja, na temperatura que indica a mudança de estado sólido para o líquido. Por esse motivo, torna-se necessário o conhecimento desses fatores e as características químicas dessas substâncias.

Sabe-se que o estado físico de uma substância está intimamente relacionado com o grau de agitação das moléculas dispostas em uma amostra de um composto: quanto maior a temperatura, mas essas moléculas se excitarão, podendo promover o rompimento na força de atração entre elas e uma mudança de estado. Nesse contexto, infere-se que os sólidos apresentam moléculas bem próximas e com baixa excitação, os gases possuem uma alta excitação molecular e um maior distanciamento entre as moléculas, já os compostos líquidos são intermediários.

Dentre os fatores que determinam em qual temperatura haverá uma maior excitação das moléculas e uma mudança de estado, temos que o tamanho de uma molécula é proporcional ao seu Ponto de Fusão: quanto maior ela, maior será a superfície de atração e isso torna mais árduo o distanciamento intermolecular e a uma mudança de estado físico.

A massa molecular é um fator determinante também e é proporcional aos pontos de fusão de uma substância. Assim sendo, temos que, quanto maior a massa molecular, maior será seu Ponto de Fusão.

Não menos importante, os tipos de interações intermoleculares se apresentam como fatores determinantes no Ponto de Fusão. Segundo o artigo de Willian R. Rocha, doutor em química, professor do departamento de química da Universidade Federal de Juiz de Fora, temos que:

Tabela 1: A relação das forças intermoleculares e as suas características

Força intermolecular Característica

Pontes de Hidrogênio  Ligações que acontecem com átomos de H com o F, O ou N;

 Por ser uma ligação com elementos altamente eletronegativos, caracteriza-se como por apresentar Ligações Fortes e que aumenta o Ponto de Fusão de um composto.

Dipolo – Dipolo  Moléculas polares

 Força intermediária

Dipolo – Induzido  Moléculas apolares

 Força fraca e temporária

Além disso, o ponto de fusão de uma molécula pode determinar a característica de um composto, o de ser uma substância pura ou uma mistura. Em casos de Ponto de Fusão, o início da fusão até o final, deve manter a temperatura constante e em misturas haverá uma variação da temperatura neste processo, como é caso das misturas Azeotrópicas. Como exemplo, tem-se o gráfico 1:

Gráfico 1: Variação da temperatura de uma substância em B, demostrando ser uma Mistura Azeotrópica.

2. OBJETIVOS

Determinar o ponto de fusão de amostras desconhecidas de compostos orgânicos.

3. PARTE EXPERIMENTAL

3.1. Materiais e reagentes

Materiais Reagentes

Aparelho de ponto de fusão

Naftaleno

Almofariz

Sacarose

Pistilo

Ácido Benzoico

Lamínula

Espátula

3.2. Procedimento Experimental

Com a finalidade de aumentar a superfície de contato das substâncias envolvidas, inicialmente foi colocada pequenas porções de Naftaleno, Ácido Benzoico e Sacarose em almofarizes e em seguida macerou-se com o auxílio do pistilo até que o pó branco, característica visível comum em que se apresentavam, ficasse bem homogêneo.

Posteriormente, as amostra foram introduzidas em lamínulas com a ajuda da espátula e posta no Aparelho de Ponto de Fusão a um aquecimento de 11º C por minuto.

Monitorou-se a experiência, registrando a temperatura na formação das primeiras gotas e o desaparecimento das porções sólidas e, portanto, a completa fusão das substâncias. Esses valores obtidos foram comparados com a literatura, identificando as possíveis variações e os motivos que as acarretariam.

O procedimento foi equivalente para todas as amostras, no mesmo Aparelho de Ponto de Fusão em questão.

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

De acordo com o Registo de Benzoesäure na Base de Dados de Substâncias GESTIS do IFA, obteve-se os seguintes dados:

Tabela 1. Características do Ácido benzoico, Naftaleno e Sacarose.

Nome do composto Fórmula Ponto de fusão (C)

Ácido benzoico C6H5COOH 122º

Naftaleno C10H8 80.35 °C

Sacarose C12H22O11 186 °C

Constata-se que a Sacarose possui a maior fórmula molecular dos compostos, com 12 átomos de Carbono, 22 de Hidrogênio e 11 de Oxigênio. Além de possuir Pontes de Hidrogênio, a força mais forte de todas, por ter a maior estrutura molecular, haverá um aumento da superfície de contato entre as moléculas, fortalecendo a união entre elas e dificultando as suas excitações e a fusão da Sacarose. Por isso, ela possui o Ponto de Fusão mais alto.

O Naftaleno, mesmo sendo uma molécula maior que o Ácido Benzoico, possui um Ponto de Fusão maior. Implica-se dizer que o tamanho de uma molécula não é o único fator determinante, tendo em vista o tipo de força presente no Ácido em questão, as Pontes de Hidrogênio.

Ao se realizar a prática foi possível comparar os valores das medições das temperaturas de Ponto de Fusão com a literatura. A tabela 2 apresenta os dados coletados nos experimentos.

Tabela 2: Dados obtidos no experimento

Composto Aparecimento da primeira gota (C) Desaparecimento da parte sólido (C)

Ácido benzoico 123,8º 124,1º

Naftaleno 73,2º 86º

Sacarose 187º 194,6º

Percebe-se uma pequena diferença de valores, o que seria esperado, tendo em vista a influência da temperatura ambiente, pressão e outros fatores que poderiam alterar os dados obtidos.

Por esse motivo, o destaque maior advém da variação de temperatura do início e fim da fusão dos compostos. Era de se esperar que a temperatura permanecesse constante, já que se trata de substâncias puras e não de misturas, sobretudo, Mistura Azeotrópicas.

Conclusão:

Mesmo havendo discrepâncias nos valores obtidos, não houve discordância com os dados presentes na literatura. Para isso, levou-se em consideração as diferenças de temperatura, pressão e outros fatores que poderiam influenciar o resultado.

Implica-se também que a convenção de que substâncias puras teriam valores constantes de temperatura, na prática pode ser diferente e apresentar variações, mesmo em substâncias puras.

Referências

Registo de Benzoesäure na Base de Dados de Substâncias GESTIS do IFA. Disponível em <http://gestis-en.itrust.de/nxt/gateway.dll/gestis_en/022810.xml?f=templates$fn=default.htm$3.0>. Acesso em 21 de Maio de 2013

Rocha W.R. Interações Intermoleculares. Química Nova na Escola. Universidade Federal de Juíz de Fora. Disponível em <http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/04/interac.pdf>. Acesso em 21 de maio 2013