DETERMINAÇÃO DE CONSTANTES FÍSICAS EM COMPOSTOS ORGÂNICOS

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UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU – FURB
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS – CCEN
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA – DQ 
QUÍMICA ORGÂNICA
DETERMINAÇÃO DE CONSTANTES FÍSICAS EM COMPOSTOS ORGÂNICOS
MARIA DE FÁTIMA AS SILVA 
CARLOS HENRIQUE RUSSI 
BLUMENAU
2015
2. INTRODUÇÃO
Usualmente boa parte dos compostos utilizados em laboratório são sólidos ou líquido, a pureza ou grau de pureza desses mesmos pode ser determinados a partir de suas constantes físicas cujos mesmos possuem constantes próprias.
Uma forma de identificação ou caracterização para identificação de compostos orgânicos pode ser por intermédio das constantes físicas que são os pontos de fusão e ebulição ou ainda a densidade índice de refração e rotação especifica, isso para verificação da pureza dos mesmos.
Em geral impurezas diminuem as temperaturas de fusão e enlanguescem o intervalo de fusão, devido a interferências nas interações entre as moléculas dos compostos, a substância orgânica e cristalina é considerada pura se a temperatura de fusão compreender uma variação de 0,5 a 1,0 ºC. A observação da temperatura de fusão pode ser feita por intermédio de aparelhos para esse fim ou por adaptações realizadas em laboratórios.
Ponto de fusão é a temperatura à qual se dá a passagem do estado sólido ao estado líquido. O ponto de fusão de uma substância depende (embora pouco) da pressão e é usualmente especificado para condições padrão de pressão. Já o ponto de ebulição de uma substância no estado líquido é a temperatura à qual se dá a passagem tumultuosa do estado líquido ao estado gasoso. Esta temperatura depende da pressão exercida sobre a superfície livre do líquido e aumenta com o aumento da pressão.
O ponto de fusão de uma substância, 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 pode-se calcular o grau de pureza desta substância. Com isto, se ao determinamos o ponto de fusão de uma substância que pensamos ser pura e durante a sua fusão existirem variações de temperatura superiores a 1oC, essa substância não pode ser considerada uma substância pura.
Já o ponto de ebulição não tem a mesma importância para a caracterização ou como critério de pureza de uma substância, mas tal como no ponto de fusão quando se determina o ponto de ebulição de uma substância pura não é admissível que surjam variações na temperatura superiores a 1oC, caso ocorra, teremos então uma mistura. Pois o ponto de ebulição ou temperatura de ebulição é a temperatura em que uma substância passa do estado liquido ao estado gasoso. No ponto de ebulição, a pressão do vapor saturado de um líquido é igual à pressão ambiente (do sistema), a qual pode ser considerada a pressão atmosférica (760mmHg), caso o sistema esteja comunicante com a atmosfera terrestre e ao nível do mar. 
O ponto de ebulição varia com a altitude, já que a pressão atmosférica varia com a mesma. As ligações químicas que juntam os átomos se "quebram", deixando os átomos muito mais livres (característica do estado gasoso). Quanto mais baixa for a pressão do sistema, menor será o ponto de ebulição e vice-versa. O ponto de ebulição da água em condições de atmosfera padrão é de 100 °C. Vale citar, como exemplo que, a água, em pressões muito baixas, ferve à temperaturas bem inferiores à 100°C. De acordo com a definição IUPAC, ponto de ebulição é a temperatura na qual a pressão de líquido iguala-se a pressão atmosférica. Temperatura é um parâmetro físico descritivo de um sistema que vulgarmente se associa às noções de frio e calor, bem como às transferências de energia térmica, mas que se poderia definir, mais exatamente, sob um ponto de vista microscópico, como a medida da energia cinética associada ao movimento (vibração) aleatório das partículas que compõem o um dado sistema físico.
3. OBJETIVOS
Essa prática teve como objetivo a determinação dos pontos de fusão e de ebulição de diferentes compostos, através de experimentos.
Identificar compostos orgânicos pelas suas constantes físicas. 
Montar a aparelhagens destinadas à determinação dos pontos de fusão e de ebulição. 
Relacionar a estrutura das moléculas de pontos de fusão ou de ebulição. 
4. PARTE EXPERIMENTAL
	A parte experimental da aula foi dividida em duas partes. A primeira consistia em determinar o ponto de Fusão de uma determinada substância. Já a segunda parte, tinha como objetivo determinar o ponto de Ebulição de uma determinada substância.
 
4.1 DETERMINANDO O PONTO DE FUSÃO 
Materiais Necessários:
Substância escolhida (Ácido Benzóico)
Pilão
Aparelho determinador de fusão 
	Para determinar o ponto de fusão da substância escolhida (Ácido Benzóico) foi preciso colocar uma pequena quantidade da substância em um recipiente adequado, um pilão, triturá-la um pouco e depois colocá-la no aparelho de ponto de fusão. Aparelho esse que tem a função de aquecer o material até que ele alcance a temperatura do ponto de fusão. A base para determinar o momento exato desse ponto foi observada, a temperatura da substância foi vista no momento em que o material começou a criar bolhas e derreter. Feito isso, os resultados foram observados e anotados.
 4.2 DETERMINANDO O PONTO DE EBULIÇÃO
Materiais Necessários:
Substância escolhida (Tolueno)
Suporte universal e garras
Tubo de Thiele
Termômetro
Tubo de ensaio
Tubo Capilar
Bico de Bunsen
Rolha
Glicerina
Veda rosca
Fósforo 
	No início do experimento, foi preciso prender, com o auxílio do veda rosca, o tubo de ensaio no termômetro, de forma que o fundo do tubo ficasse alinhado com o bulbo do termômetro. Em seguida adicionou-se ao tubo de ensaio de 2 a 3 ml do Tolueno a ser analisado e o capilar previamente selado (usou-se a chama do Bico de Bunsen para selá-lo). Introduziu-se, no tubo de Thiele (Já anexado ao suporte universal) contendo a Glicerina, o tubo anexado ao termômetro. Depois disso aqueceu-se na extremidade do tubo de Thiele vagarosamente, conforme a Figura 1. No início, pequenas bolhas foram liberadas do tubo capilar. Continuou-se o aquecimento a uma velocidade constante até observar uma corrente rápida e contínua de bolhas (colar de bolhas) saindo do tubo capilar. Nesse ponto se interrompeu o aquecimento. O banho começou a esfriar lentamente e a velocidade de borbulhamento também decresceu. Registrou-se a temperatura do termômetro no momento em que cessou o borbulhamento e o líquido começou a subir no capilar. Encontrando o ponto de ebulição da amostra. 
Figura 1
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
	Na substância sólida analisada foi possível perceber que o ponto de fusão definido na literatura, não foi o mesmo encontrado no experimento, isso se deve ao grau de pureza da substância. Já que de fato a substância analisada no experimento não apresentavam 100% de pureza, diferente das substâncias da literatura. Foi registrado o início da fusão do Ácido Benzóico a uma temperatura de, aproximadamente, 123,6ºC e de término da fusão de, aproximadamente, 125,8ºC. 
	Nome do composto
	Massa molecular
	Estrutura
	P.F. Exp.(°C)
	P.F. Lit. (°C)
	Forças Intermoleculares
	Análise e conclusão
	a) Anidrido maléico
	
	
	
	
54 – 56
	
	
	b) Naftaleno
	
	
	
	
80 - 82
	
	
	c) Acetanilida
	
	
	
	
113,5 - 114
	
	
	d) Ácido benzóico
	
	
	
123,6 – 125,8
	
121,5 - 122
	
	
	 e) P-nitroanilina
	
	
	
	
148 - 149
	
	
	
	Nome do composto
	Massa molecular
	Estrutura
	P.F. Exp. (°C)
	P.F. Lit. (°C)
	Forças Intermoleculares
	Análise e conclusão
	a) Hexano
	
	
	
	
68,7
	
	
	b) Tolueno
	
	
	
107
	
110,6
	
	
	c) Butan-1-ol
	
	
	
	
117,2
	
	
6. CONCLUSÃO	
	A aula prática visou definir e determinar o ponto de ebulição e o ponto de fusão de algumas substâncias, utilizando os equipamentos e materiais do laboratório, o que consequentemente ajudou a familiarizar-se com os mesmos. Além de oferecer a oportunidade
de analisar, na prática, os conhecimentos adquiridos nas aulas teóricas com assuntos como a estrutura das moléculas. 
	A determinação do ponto de fusão é utilizada para verificar o grau de pureza da substância ou na identificação de uma substância não rotulada.
	O estudo do comportamento da temperatura no decurso da fusão e ebulição constitui um critério possível para avaliar o grau de pureza de uma substância. A determinação do ponto de fusão de uma substância pode fazer-se recorrendo a técnicas como o aquecimento do sólido, banhos ou utilizando aparelhos automáticos. 
	O ponto de ebulição de uma substância depende, por conseguinte, da pressão atmosférica. Nas determinações experimentais o ponto de ebulição é, em regra, determinado à pressão atmosférica normal (1 atm) e é designado, por isso, ponto de ebulição normal. Tal como o ponto de fusão, o ponto de ebulição é característico de cada substância e é, portanto, uma propriedade identificativa.
	Conclui-se que a temperatura obtida no experimento do Ponto de Fusão não foi exatamente igual à da literatura científica (80,46ºC) devido a impureza do Ácido Benzóico. 
7. BIBLIOGRAFIA
GONGALVES, D.; WAL, E; ALMEIDA, R.R. Química Orgânica Experimental. São Paulo, McGraw-Hill, 1988, p. 27-31.
http://www.ufrgs.br/cbgdp2011/downloads/9193.pdf.
http://guiadoestudante.abril.com.br/estudar/quimica/resumo-quimica-densidade-647100.shtml.
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAe0hAAJ/determinacao-das-constantes-fisicas-compostos-organicos.