Pontos de ebulição

Fonte: Lara Al Hariri e Ahmed Basabrain na Universidade de Massachusetts Amherst, MA, EUA

1. Determinação do ponto de ebulição de acetona e etanolExpandir

   A temperatura na qual uma substância orgânica pura muda da fase líquida para a fase gasosa é conhecida como ponto de ebulição. O ponto de ebulição de um líquido pode ser determinado usando o método capilar, onde um capilar invertido é colocado no líquido de interesse e o líquido é aquecido. À medida que a temperatura aumenta, o ar no capilar escapa e é substituído pelo vapor do líquido. A pressão de vapor no capilar aumenta com a temperatura. Uma vez que excede a pressão atmosférica, o vapor escapa do capilar em um fluxo de bolhas. Quando o calor é removido, o líquido esfria e a pressão de vapor no capilar diminui. Quando a pressão de vapor atinge a pressão atmosférica, o líquido começa a encher o capilar. A temperatura na qual isso ocorre é o ponto de ebulição.

   • Coloque um jaleco, óculos de segurança à prova de respingos e luvas de nitrilo. Este experimento deve ser conduzido em um capuz.
   • Prenda um pequeno tubo de ensaio ao termômetro usando um elástico e prenda o termômetro no clamp.
   • Obtenha acetona e traga-a de volta ao seu capô. Usando sua pipeta de vidro e uma lâmpada, meça 1 mL de acetona e transfira-o para o pequeno tubo de ensaio.
   • Alinhe a extremidade do termômetro de forma que fique nivelada com a acetona no tubo de ensaio, mantendo-os próximos um do outro. Inverta um tubo capilar e coloque-o no tubo de ensaio de forma que a extremidade aberta fique voltada para baixo.
   • Use um béquer de 250 mL para criar um banho-maria. Adicione cerca de 180 ml de água ao copo e coloque-o na placa de aquecimento.
   • Abaixe o termômetro e o tubo de ensaio no banho-maria. Ligue a placa de aquecimento para a configuração mais baixa, cerca de 30 ° C.
   • Aumente lentamente a temperatura na placa de aquecimento em 10 – 20°C a cada 10 min e observe atentamente o líquido no tubo de ensaio. Quando você começar a ver bolhas ocasionais no líquido, aumente a configuração de calor em apenas 5 ° C a cada 10 min.
   • Observe atentamente o tubo capilar dentro do tubo de ensaio. Relate a temperatura na qual um fluxo rápido e contínuo de bolhas sai do capilar.

     Tabela 1: Ponto de ebulição da acetona e do etanol

     	Temperatura do ponto de ebulição (°C)
     	Bolhas	Líquido no capilar
     acetona
     etanol

     Clique aqui para baixar a Tabela 1
   • Desligue o fogo e deixe o banho-maria esfriar. Continue observando o capilar à medida que a produção de bolhas diminui até que nenhuma bolha saia do capilar. O líquido começará a subir no capilar. Registre a temperatura em que isso ocorre.
   • Rotule um copo limpo de 25 mL como 'lixo orgânico'. Assim que o banho-maria esfriar a cerca de 35°C, remova o termômetro e o tubo de ensaio do banho. Retire o tubo de ensaio do termômetro e despeje a acetona no copo de resíduos.
   • Use um tubo de ensaio limpo e capilar e repita o experimento usando 1 mL de etanol.
   • Depois de medir o ponto de ebulição do etanol, deixe o banho-maria esfriar. Depois de esfriar o suficiente, remova o tubo de ensaio e o termômetro do banho-maria, retire o tubo de ensaio do termômetro e despeje o etanol no copo de resíduos orgânicos.
   • Descarte a água do banho-maria na pia e coloque os capilares e tubos de ensaio no triturador de vidro. Descarte o lixo orgânico no recipiente fornecido pelo seu instrutor.
   • Lave todos os seus copos com detergente e água.
2. ResultsExpandir

   Neste experimento, medimos o ponto de ebulição da acetona em 56 ° C, o que se compara bem ao valor relatado. Da mesma forma, o ponto de ebulição do etanol foi medido em 78 ° C. Erros na medição do ponto de ebulição podem ser atribuídos a muitos erros experimentais, como aquecer o banho-maria muito rapidamente ou mau alinhamento do termômetro e da amostra.

   O ponto de ebulição de uma substância orgânica está diretamente relacionado à sua estrutura, onde forças intramoleculares mais fortes resultam em um ponto de ebulição mais alto, pois as moléculas são capazes de se agarrar umas às outras e permanecer na fase líquida por mais tempo. O maior ponto de ebulição do etanol é observado devido à estrutura OH que causa a ligação de hidrogênio entre as moléculas. A acetona tem uma ligação dupla de CO polar, o que resulta em forças dipolo-dipolo. Como a ligação de hidrogênio é mais forte do que as forças dipolo-dipolo, o etanol tem um ponto de ebulição mais alto.

   Além disso, o etanol tem um peso molecular menor que a acetona. No entanto, o peso molecular tem menos impacto no ponto de ebulição do que a estrutura molecular. Por exemplo, o butano é um gás à temperatura e pressão ambiente, pois tem um ponto de ebulição inferior a 25°C. O etanol tem uma massa molecular ligeiramente inferior ao butano, mas é líquido à temperatura ambiente e, portanto, tem um ponto de ebulição superior à temperatura ambiente. Isso se deve à ligação de hidrogênio entre as moléculas de etanol, que é mais forte do que as forças de van der Waals entre as moléculas de butano.