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FACULTAD: CIENCIAS
CARRERA: BIOUÍMICA Y FARMACIA
GUÍA DE LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA
PRÁCTICA - SUBLIMACIÓN
DATOS GENERALES:
NOMBRE: (estudiante(s) CODIGO(S): (de estudiante(s)
ARANDI LÓPEZ DANIELA ALEJANDRA 4392 FERNÁNDEZ NAULA ROY ILÁN 4413 HERNÁNDEZ QUINLLIN FREDDY RENATO 4421 MACHADO NARANJO JANELY ANAÍ 4423 MEDINA LOBATO TOMÁS ALEJADNRO 4425
GRUPO No: 2
DOCENTE: Ing. Hugo Javier Sánchez Moreno NIVEL: Segundo PARALELO: A LUGAR DE REALIZACIÓN: LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA FECHA DE REALIZACIÓN: FECHA DE ENTREGA: 25/04/2022 16/05/
1. Objetivos:
1.1. General: Obtener cristales de ácido benzoico.
1.2. Específicos: Establecer la importancia de la sublimación en la práctica de laboratorio y en procesos industriales. Analizar el cambio producido en la materia y mencionar el tipo de proceso termodinámico presente. Determinar en qué situaciones se pueden emplear cada tipo de sublimación.
2. Marco Teórico y Referencial
2.1. Marco Referencial:
“La sublimación en química orgánica es el proceso de conversión de una materia del estado sólido al gaseoso (sin pasar a ser líquida) al aplicar energía sobre la misma. Es un método excelente para la purificación de sustancias volátiles” (Torrijos, 2021).
En determinadas aleaciones o mezclas homogéneas que normalmente se encuentran en forma de sólidos (compuestos con yodo, con azufre, etc.), la mezcla se puede purificar mediante sublimación, calentándola en condiciones controladas. Es un proceso similar a la destilación de líquidos: un sólido se sublimará y el otro permanecerá en el recipiente (Area Ciencias, 2020).
Se trata de una técnica bastante utilizada en el ámbito de la industria gráfica. El proceso de impresión consiste en primeramente imprimir un diseño sobre un papel especial para luego ser ubicado sobre un textil compuesto 100% poliéster, en una máquina que aplica sobre el diseño impreso una alta presión y temperatura. Con esto la tinta del papel sublima y se deposita en la textura del textil (Amarilla, 2021).
“La sublimación se hace presente también en el ciclo del agua, que puede encontrarse en estado sólido (hielo), líquido (los océanos) o gaseoso (vapor)” (Torrijos, 2021).
Uno de los métodos para el registro de huellas dactilares es el uso yodo en estado sólido. El
presión reducida, el sólido se volatiliza y se condensa como un compuesto purificado sobre una superficie enfriada (dedo frío), dejando un residuo no volátil de impurezas (Métodos De Separación De Mezcla, 2020).
Este tipo de proceso es un cambio endotérmico, en otras palabras, un cambio en el que el sistema absorbe calor, esto es utilizado como una forma de energía para poder hacer el cambio entre los estados y es necesario para poder mantener el proceso del cambio de la sustancia. Es también un proceso termodinámico en el cual se da un cambio en el estado de un sólido a un gas (Briceño, 2021).
La forma de comportarse de un sólido cuando está bajo condiciones normales es el de poder calentarse para originar una gota y luego, poco a poco, las partículas del sólido empiezan a derretirse totalmente. En la sublimación, se forma un tipo de burbuja de forma progresiva sin que la superficie se moje, y ésta se deposita o cristaliza de forma inmediata (Briceño, 2021).
Para que se produzca una buena sublimación es necesario que se dé a temperaturas y presiones inferiores a lo que se denomina «punto triple» de la sustancia. El punto triple es el punto exacto, entre presión y temperatura, donde la sustancia está en los 3 estados de la materia al mismo tiempo y en equilibrio térmico. Corresponde a la presión más baja a la que la sustancia puede existir como líquido (estado intermedio), para una temperatura determinada (Sublimaciones, 2021).
Como se mencionó el punto de sublimación depende de la presión; porque de lo contrario, las partículas del sólido absorberán calor no para salir disparadas al espacio fuera del sólido, sino para formar gotas. No se sublimará, sino que se derretiría o fundirá, como es lo más usual. Mientras más grande sea la presión externa, menos probable será la sublimación, ya que se obliga al sólido a fundirse (Bolívar, 2020).
Por lo que entendemos que para que exista la sublimación deben existir ciertas condiciones, como es que, si el punto triple se encuentra miles de veces más bajo que la presión atmosférica, el sólido nunca sublimar ni aun aplicando ultra vacío (sin mencionar su susceptibilidad a descomponerse por la acción del calor). Si este no es el caso, las sublimaciones se realizan calentando moderadamente, y sometiendo el sólido a vacío para que sus partículas escapen con mayor facilidad, sin necesidad de que absorban tanto calor (Bolívar, 2020).
La sublimación se vuelve muy importante cuando se trata especialmente de sólidos con una alta presión de vapor; es decir, la presión en su interior, reflejo de la eficiencia de sus interacciones. Mientras mayor sea su presión de vapor, más oloroso es, y también más sublimable (Bolívar, 2020).
Existen dos tipos esenciales de sublimación, los siguientes son:
· Sublimación progresiva
Este tipo de sublimación se presenta cuando se da el cambio de fase en la materia en la cual un sólido logra pasar al estado gaseoso de forma inmediata. Este tipo de sublimación se refiere al término exacto del mismo, en otras palabras, son sinónimos. Se conoce también con el nombre de sublimación directa o volatilización (Briceño, 2021).
· Sublimación inversa
Es también conocida con el nombre de deposición, de sublimación o sublimación regresiva. Se refiere al cambio que se da en la fase o en el estado de agregación de la materia en el cual una sustancia puede pasar de un estado gaseoso a un estado sólido de forma directa, sin que tenga que pasar primero por el estado líquido de la materia (Briceño, 2021).
Ácido benzoico: El ácido benzoico es un sólido blanco (o incoloro) con la fórmula C6H5CO2H. Es el ácido carboxílico aromático más simple. Su nombre se deriva de la goma de mascar benjuí, que fue su única fuente durante mucho tiempo. El ácido benzoico se encuentra naturalmente en muchas plantas y sirve como intermediario en la biosíntesis de muchos metabolitos secundarios. Las sales de ácido benzoico se utilizan como conservantes de alimentos. El ácido benzoico es un precursor importante para la síntesis industrial de muchas otras sustancias orgánicas. Las sales y ésteres del ácido benzoico se conocen como benzoatos (Laboratoriumdiscounter, 2021).
3. Parte Experimental:
3.1. Sustancias y Reactivos: Acido benzoico.
3.2. Materiales y Equipos:
3.3. Desarrollo experimental:
Se pesó 0,2 gramos de Ácido Benzoico y se colocó dicha muestra en el vaso de precipitación. Una vez puesto el ácido benzoico, se realizó la introducción de la rama dentro del vaso.
Una vez colocada la rama al interior del vaso, se lo tapó con el vidrio reloj. Sin embargo, se encontró entradas de aire entre el vaso y el vidrio reloj, por lo cual se utilizó plastilina para sellarlo completamente.
Luego, se calentó en el reverbero hasta su ebullición teniendo en cuenta las precauciones necesarias. Y, también se colocó hielo sobre el vidrio reloj.
Posteriormente, se retiró el vaso del reverbero y se lo dejó tapado hasta la formación de los cristales.
Finalmente, se aprecian los cristales formados.
Normalmente se presenta como un sólido en forma de polvo o cristales incoloros a ligeramente blancos, con un olor característico. Es poco soluble en agua fría, pero tiene buena solubilidad en agua caliente o disolventes orgánicos. (Ácido benzoico | Grupo Pochteca, 2010)
Los cambios químicos que se dieron durante el proceso inverso, es decir, el que pasa de estado gaseoso a estado sólido, se realiza de la siguiente forma: al vibrar con mucha rapidez vencen las fuerzas de cohesión y escapan como gases al medio ambiente. De forma contraria cuando estas moléculas se encuentran con una superficie sólida, se retienen.
Durante la práctica se infirió en que el ácido benzoico es un ácido carboxílico y que por lo tanto es un buen candidato para ser atravesar por el proceso de sublimación a una presión atmosférica de1atm. Por lo tanto, se determinó que las moléculas solidas de ácido benzoico recibieron la transferencia de energía en forma de calor, por parte del reverbero, a tal punto en que las moléculas sobrepasaron la presión atmosférica del lugar con su presión de vapor gracias a dicha energía otorgada. Una vez alcanzado un estado gaseoso, se dedujo que las moléculas de ácido benzoico contactaron con la superficie fría del embudo de vidrio transfiriéndole o liberando toda la energía, ganada durante la sublimación, y por lo tanto se observa el cambio físico ya que regresaron a su estado sólido inicial en forma de cristales. (PURIFICACIÓN DE ÁCIDO BENZOICO POR RECRISTALIZACIÓN Y SUBLIMACIÓN Y DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE FUSIÓN, 2011)
5. Conclusiones y Recomendaciones:
5.1. Conclusiones: La importancia de la sublimación dentro del laboratorio es que este proceso se puede emplear como una técnica de purificación de compuestos orgánicos, mientras que en las industrias textiles, publicitarias y alimenticias la importancia varía de acuerdo con el fin de uso; estampe e impresión y conservación de alimentos. El proceso de sublimación consiste en el cambio físico de la materia debido a que cambia de estado (sólido-gaseoso) de manera inmediata, inhibiendo el paso por el estado líquido, y al estar expuesto a una cierta temperatura (calor) y presión inferior denominada “punto triple”, absorbe el calor, resultando en una reacción endotérmica. La sublimación progresiva se emplea cuando se da un cambio de fase en la materia donde un sólido logra pasar a un estado gaseoso de manera inmediata, este proceso se denomina volatilización, por otro lado, la sublimación inversa o regresiva se da en el cambio o en el estado de agregación de la materia que consiste en que una sustancia pasa de estado gaseoso a solido de manera directa inhibiendo el estado líquido.
5.2. Recomendaciones: Tener precaución al momento de la práctica ya que se manipulan ácidos. Anotar las observaciones y cambios durante la práctica y analizar la reacción termodinámica obtenida. En caso de hacer una práctica sublimación identificar el tipo de proceso requerido de acuerdo al estado de la materia de los reactivos empleados.
6. Referencias Bibliográficas: 6.1. Bibliografía:
Bolívar, G. (17 de Enero de 2020). Lifeder. Obtenido de Lifeder: https://www.lifeder.com/sublimacion-progresiva/
Briceño, G. (2021). Euston96. Obtenido de Euston96: https://www.euston96.com/sublimacion/#Importancia
GIDOLQUIM. (25 de Marzo de 2014). Universidad de Barcelona. Obtenido de Universidad de Barcelona: https://www.ub.edu/talq/es/node/
Grupo de Síntesis Orgánica. (10 de Marzo de 2003). Sinorg. Obtenido de Sinorg: http://www.sinorg.uji.es/Docencia/FUNDQO/TEMA11FQO.pdf
Laboratoriumdiscounter. (2021). Laboratoriumdiscounter. Obtenido de Laboratoriumdiscounter: https://www.laboratoriumdiscounter.nl/es/quimicos/a-z/b/acido-benzoico/
Métodos De Separación De Mezcla. (19 de Octubre de 2020). Métodos De Separación De Mezcla. Obtenido de Métodos De Separación De Mezcla: https://metodosdeseparaciondemezclas.review/sublimacion/
métodos de separación de mezclas. (29 de Enero de 2019). métodos de separación de mezclas. Obtenido de métodos de separación de mezclas: https://metodosdeseparaciondemezclas.win/sublimacion-metodo-de-separacion/
Sublimaciones. (2021). Sublimaciones. Obtenido de Sublimaciones: https://sublimaciones.net/sublimacion/quimica/
Amarilla, Ó. (2021, 29 julio). Sublimación. ConceptoABC. Recuperado 16 de mayo de 2022, de https://conceptoabc.com/sublimacion/#Aplicaciones
Yoduro de mercurio (HgI^ 2 ) Grafeno, etc. (Bolívar, 2020)
8. Anexos:
8.1. Esquema del equipo.
RESUMEN (150 palabras) Sublimación es como se conoce a un proceso en el cual se da paso a que una sustancia cambie de su estado sólido a su estado gaseoso, evitando pasar por el estado líquido. Se puede considerar que es una forma especial de destilación de ciertas sustancias sólidas. Es un método muy excelente si es utilizado para la purificación de sustancias relativamente volátiles. Iniciamos pesando 0.2 gramos de ácido benzoico, los cuales colocamos dentro de un vaso de precipitación. Dentro de este vaso ponemos una rama de árbol de tamaño similar al recipiente. Tapamos esto con el vidrio reloj y usando la plastilina sellamos completamente cualquier posible entrada de aire en la superficie del vaso. Movemos del vaso al reverbero y calentamos este hasta que llegue su punto de ebullición, y colocamos hielo sobre el vidrio reloj. Finalmente, retiramos el vaso de precipitación del reverbero y lo dejamos tapado hasta observar la formación de cristales.
DESCRIPTORES
- Sublimación
- Gaseoso
- Líquido
- Ácido benzoico
- Punto triple
Ing. Hugo Javier Sánchez DOCENTE
