practica-3-fisicoquimica

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESION INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERIA CAMPUS GUANAJUATO
Fisicoquímica
Ana Jovita Méndez Martínez
Reporte
	Practica 3: “Mezclas eutécticas con aplicaciones medicinales”
	
3FV1
EQUIPO 2:
Martínez Gómez Dayiann Raya Ramos María Guadalupe Romero Hernández Fryda Sixtina Rodríguez Torres Cinthia Janeth Sánchez Negrete Irene Monserrat
Terrones Lira Juan Israel
Viernes, 15 de febrero del 2019
ÍNDICE
lOMoARcPSD|3166138
	
RESUMEN
	
	
INTRODUCCIÓN
	
	
OBJETIVOS
	
	
METODOLOGIA
	
	RESULTADOS
	
	
DISCUSION DE RESULTADOS
	
	
CUESTIONARIO
	
	
BIBLIOGRAFIA
	
RESUMEN.
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En el presente reporte se observó el comportamiento de una mezcla de sólidos, alcanfor-mentol y ácido salicílico-mentol a diferentes proporciones, durante su transición líquido sólido.
Obteniendo de esta manera las curvas de enfriamiento de la composición binaria previamente mencionada.
INTRODUCCIÓN
Una mezcla eutéctica es una mezcla que presenta un punto de fusión bien definido y más bajo que el de cada uno de sus componentes.
Las mezclas eutécticas se obtienen cuando se mezclan íntimamente dos compuestos que son miscibles en fase líquida, pero inmiscibles en fase sólida, en un gran número de casos las fases son cristalinas.
Miscibilidad en fase líquida e inmiscibilidad en fase sólida
Sean C y B dos sustancias miscibles en todas las proporciones en la fase líquida y completamente inmiscibles en la fase sólida.
Figura 1. Diagrama de fases sólido-líquido cuando existe miscibilidad total en fase líquida e inmiscibilidad en fase sólida. P se mantiene constante.
Donde TB * y TC * son las temperaturas de congelación de B puro y C puro. E es el punto eutéctico que es el punto de temperatura más baja a la cual puede fundir una mezcla de B y C con una composición fija.
El gráfico representa un diagrama de fases de sistemas eutécticos simples (Pb-Sb, benceno-naftaleno, Si-Al, KCl-AgCl, Bi-Cd, etc) Por lo tanto la ecuación para la curva DE es:
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Donde para la curva AE se emplea la misma ecuación solo que introduciendo los siguientes cambios:
Así la regla de la palanca para el segmento GHI quedaría:
Donde nCs es el número de moles de C sólido en el equilibrio con una disolución de nBl moles de B nCl moles de C. En el punto f, la regla de la palanca nCs = 0.
A medida que T desciende a lo largo de FHK la distancia horizontal a la línea AFGE aumentan indicando un aumento de nCs.
Si T disminuye se alcanza el punto K que es de alguna manera la temperatura eutéctica. En este punto la disolución tiene una concentración xB ’’’ (punto E) y tanto el sólido C y el sólido B se congelan. Esto es porque la disolución de composición eutéctica se enfría.
Diagrama Eutéctico
Solubilidad total en estado líquido y nula en sólido Eutéctico.
Donde: punto invariante (F= 0) en el que un líquido (L) se transforma en otros dos sólidos diferentes (α y β).
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Figura 2. diagrama eutéctico.
OBJETIVOS
1. Observar el comportamiento de una mezcla de solidos durante la transición liquido-sólido.
2. Obtener las curvas de enfriamiento de un sistema binario sólido-líquido
METODOLOGÍA.
Rotular los tubos de ensayo.
Pesar los componentes de las mezclas binarias en las proporciones 0, 20, 40, 60, 80, 100 % respectivamente.
Mezclar los componentes, ya sea alcanfor-mentol o mentol-ácido salicílico.
Montar un baño maría o de aceite, tomar la temperatura del punto de fusión de la mezcla.
Enfriar las muestras a temperatura ambiente.
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Medir la temperatura cada en cierto rango. (Durante el enfriamiento)
RESULTADOS
Registrar temperaturas obtenidas.
Graficar la temperatura en función del tiempo.
Tabla1. Fracción molar necesaria de cada sustancia para cada mezcla.
	
Proporción
	Mezcla 1
	Mezcla 2
	
	Alcanfor (g)
	Mentol (g)
	Acido Salicílico (g)
	Mentol (g)
	0 %
	0
	0.5
	0
	0.5
	20 %
	0.1
	0.4
	0.1
	0.4
	40 %
	0.2
	0.3
	0.2
	0.3
	60 %
	0.3
	0.2
	0.3
	0.2
	80 %
	0.4
	0.1
	0.4
	0.1
	100 %
	0.5
	0
	0.5
	0
Tabla 2. Puntos de ebullición obtenidos para cada mezcla preparada.
	Proporción
	Alcanfor/ Mentol
	Acido Salicílico/ Mentol
	0 %
	61°C
	33°C
	31°C
	20 %
	65°C
	50°C
	48°C
	40 %
	78°C
	59°C
	50°C
	60 %
	80°C
	68°C
	92°C
	80 %
	92°C
	75°C
	140°C
	100 %
	170°C
	173°C
	162°C
DISCUSION DE RESULTADOS
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Al calcular los puntos de fusión de las distintas mezclas sólidas, se presentó una variación en el punto de fusión, ya que este dependía de la cantidad de reactivo. El punto de fusión dependía de la pureza de la sustancia ya que como tal con cada porcentaje entre cada sustancia había una variación del punto de fusión. La mezcla se componía de 0.5 gramos, los cuales se distribuyeron en un cierto porcentaje de ácido salicílico y mentol.
Podemos observar en la práctica que conforme aumentaba la cantidad de mentol y disminuya la de salicílico, más bajo es el punto de fusión, pero al agregar mayor cantidad de salicílico y menor de mentol el punto de fusión es muy alto. Esto se debe a que el ácido salicílico presenta un punto de fusión de
158.6 ℃ y un punto de ebullición teórico de 211℃.
Los puntos de fusión tenían un intervalo que dependía de la mezcla y de los punto de fusión de las sustancias puras tanto de la sustancia con el punto de fusión más bajo y más alto, en la práctica se utilizaron dos baños, uno de agua y otro de aceite, para elegir el baño maría que se utilizaría, se utilizaron los factores de acuerdo a la mezcla y a su punto de fusión, para aquellas mezclas que tenían un punto de fusión más alto se utilizó un baño de aceite debido a que tiene una capacidad calorífica más alta que la del agua y se facilitara llegar a su punto de fusión en un intervalo de tiempo más corto
Cuestionario
1. Complete la siguiente tabla:
	Propiedades fisicoquímicas de los componentes
	Nombre común
	Ácido salicílico
	Mentol
	Alcanfor
	Estructura
	
	
	
	Nombre IUPAC
	Ácido 2- hidroxibenzoico
	2-isopropil-5- metilciclohexanol
	1,7,7-
trimetilbiciclo[2.2.1]heptan- 2-ona
	No. CAS
	69-72-71
	2216-51-51
	76-22-21
	Formula molecular
	C7H6O3
	C10H20O
	C10H16O1
	Masa
Molecular
	138,121 g/mol
	156,151415 g/
mol
	152.120115134 g/mol
	Densidad
	1.44 g/cm³
	890 kg/m3;
0,89 g/cm3
	990 kg/m³
	Punto de fusión
	432 K (159 ℃)
	311 K (38 ℃)
	448 K (175 ℃)
	Punto de
ebullición
	484 K (211 ℃)
	485 K (212 ℃)
	477 K (204 ℃)
2. Define, explica y/o da un ejemplo de los siguientes términos:
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a) Fase: porción de sistema con la misma estructura o parte físicamente homogénea
b) Componente: sustancia o materia que forma parte de una mezcla, molécula o sistema. Por ejemplo, “estos tres componentes generan una reacción química que crear la mezcla que necesitamos”
c) Grados de libertad o varianza: es el número de factores de equilibrio que pueden variar dentro de determinados límites, sin cambiar el número de fases.
d) Regla	de	fase	de	Gibbs:
describe el número de grados de libertad (F) en unsistema cerrado en equilibrio
, en términos del número de fases separadas (P), el número de componentes q uímicos(C) del sistema y N el número de variables no composicionales (por eje mplo; presión o temperatura). Esta regla
establece la relación entre esos 4 números enteros dada por: F+P=C+2
e) Diagrama de fase: representación entre diferentes estados de la materia, en función de variables elegidas para facilitar el estudio del mismo.
3. Explique qué efecto producirá en el punto y en el intervalo de fusión de una muestra lo siguiente:
a) El empleo de tubos con paredes muy gruesas
b) Un calentamiento muy rápido
Si el tubo tiene paredes muy gruesas, tardara un poco más en lograr un equilibrio de temperatura. Además, también se debe considerar el punto de fusión de la sustancia en literatura, ya que a partir de este dato se puede dar una idea de a que ritmo debe ir el calentamiento de la sustancia.
4. ¿Qué es una Mezclas azeotrópicas? De ejemplos.
Un azeótropo (o mezcla azeotrópica) es una mezcla líquida de dos o más componentes que poseeun único punto de ebullición constante y fijo, y que al pasar al estado de vapor (gaseoso) se comporta como un compuesto puro, o sea como si fuese un solo componente. Por tal motivo no es posible separarlos por destilación.
Un ejemplo típico de azeótropos es la mezcla formada por compuestos como el etanol y el agua, con una concentración de en torno a un 96% del alcohol. Dicha mezcla entra en ebullición a unos 78,2 ºC. A través de la realización de una destilación de tipo simple, se consigue un alcohol con la concentración indicada, pero para llegar a tener un compuesto que se más puro se necesitaría tener otras técnicas más especiales y específicas como pudiera ser una destilación azeotrópica.
5. ¿Cuáles fueron los errores durante el procedimiento?
Durante la práctica se cometieron algunos errores, uno de ellos fue que al momento de pesar los compuestos, la balanza analítica donde fueron pesados estaba descalibrada por lo que pudo se pudo pesar más o menos compuesto en la mezcla y de esta forma afectar el punto de fusión esperado. Otro de los errores fue que al momento de introducir el tubo con la sustancia en el líquido caliente (agua o
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aceite) muchas veces el brazo se cansaba porque varias veces el tubo topo con fondo del vaso de precipitado.
6. ¿Por qué es importante hacer estas prácticas en equipos de trabajo?
En esta práctica era importante sostener el tubo de ensayo con la sustancia durante varios minutos para determinar el punto de fusión, esta tarea puede ser un poco cansada porque relevar al compañero es importante, además de que alguno puede tener una mayor capacidad de observación de esta forma determinar un punto de fusión más exacto además de que si un equipo está bien organizado en cuanto a la tarea que corresponde a cada integrante se optimizara el tiempo.
7. ¿Sirve esta experiencia para su vida diaria o su futuro ejercicio profesional?
Si, ya que nos permite dar un acercamiento a algunas pruebas que tendremos que realizar para verificar la autenticidad de un compuesto. En industria de la farmacéutica se trabaja con una gran variedad de compuestos por lo que es importante asegurarse que se verdad se trata del compuesto y no otro. Además, también permitirá asegurarse de que al
8. Muestre un diagrama de fases donde se establezca el número de fases y el número de grados de libertad y en cada línea.
El diagrama en la figura 4 consiste de cuatro regiones (I, II, III y IV). La región I representa la solución. La región II representa la solución + sólido B. La región III representa solución + sólido A y la región IV representa una mezcla heterogénea (dos fases sólidas) de A y B. Las curvas que conectan a TA y TB con el punto C son líneas de equilibrio. La línea horizontal 2= Teu también es una línea de equilibrio.
Conclusión
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Se logro observar el comportamiento de distintos compuestos, a distintas proporciones en su proceso de cambio de solido a líquido, además de determinar su punto de fusión.
También se determinó la temperatura del compuesto cada 3 minutos, en el proceso de enfriamiento para tener un panorama acerca de las curvas de enfriamiento.
BIBLIOGRAFIA
· Sistemas mlticomponentes (2010). Recuperado de: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/CLASE-SISTEMAS- MULTICOMPONENTES-2_25250.pdf
· Hudson, R. L.; Osburn, V. P.; Brashear, R.; A eutectic mixture with medicinal applications, J. of Chem. Educ. 1990 (67) 2: 156
· Daniela, F. y Alberty, R. A. 1975 "Fisicoquímica" John Wiley and Sons, Inc. New York, New York. Capítulo 4.
· Barrow, G. M. 1988 " Química Física ", Ed. Reverté, S.A.
· Castellan, G. W. 1971 " Fisicoquímica" Addison-Wesley Publishing Co. Capítulo 15.
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