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Torres Trejo Wendy Joseline Profesora Imelda Velázquez Montes Fuerzas intermoleculares y solubilidad Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Química Grupo: 19 Fecha: 20-octubre-2020

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Investigación previa:

4.1 Concepto de solubilidad y miscibilidad. Solubilidad: máxima cantidad de soluto que se disolverá en una cantidad dada de disolvente a una temperatura específica. Miscibilidad: Propiedad de algunos líquidos para mezclarse en cualquier proporción. Se dice que dos líquidos son miscibles si son completamente solubles entre sí en todas proporciones. 4.2 Unidades físicas y químicas de solubilidad y miscibilidad. Unidades físicas Unidades químicas

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g soluto/ 100 g de solvente g soluto/ 100 mL de disolvente g soluto / L disolvente mol soluto / L disolución

4.3 Propiedades físicas químicas y tóxicas de: METANOL, ETANOL, ACETONA, HEXANO, CLORURO DE SODIO y YODO. Rombo:

Propiedades físicas y químicas: -Líquido incoloro -Punto de fusión: -97,8 °C -Punto de ebullición: 64,5 °C -Soluble en acetona, etanol, benceno. -Miscible en agua -Líquido incoloro -Punto de fusión: -114°C -Punto de ebullición: 78°C -Miscible en agua -Soluble en alcohol metílico, acetona y benceno

Reactividad química: - Estable bajo condiciones normales de temperatura y presión -reacciona vigorosamente con agentes oxidantes -Sustancia inflamable -Reacciona violentamente con agentes oxidantes fuertes -Compuesto poco contaminante al agua

Acetona

-Líquido incoloro -Olor picante, dulce y penetrante -Punto de fusión: -95,3 °C -Punto de ebullición: 55,8°C -Soluble en agua -Miscible en alcohol, éter, cloroformo, etc.

-Sustancia inflamable -Reacciona violentamente con agentes oxidantes fuertes -En estado gaseoso existe riesgo de explosión con el aire

Hexano

-líquido incoloro -Punto de fusión: -95°C -Punto de ebullición: 68,5°C -Punto de inflamación: -23°C

-Sustancia combustible -Reactivo con agentes oxidantes, ácidos orgánicos y ácidos inorgánicos fuertes.

Metanol

Etanol

Cloruro de sodio

Yodo

-Sólido, cristales blancos. -Sabor salino -pH: 7 -Punto de fusión: 804°C -Punto de ebullición: 1413°C -Soluble en glicerina, levemente soluble en alcohol etílico. -Sólido, gránulos morados. -Olor picantes -Punto de fusión: 180°C -Punto de ebullición: 114°C -Parcialmente soluble en acetona, soluble en metanol

-Sustancia corrosiva -Reacciona violentamente con halógenos, soluciones alcalinas metales y agentes oxidantes. -Reactivo oxidante -Incompatible con aluminio, compuestos amoniacales, carburos, halógenos, metales alcalinos.

4.4 Factores que afectan a la solubilidad y como le afectan, ejemplo las Fuerzas Intermoleculares, naturaleza del soluto, etc. Efecto de la temperatura: La disolución de un sólido o un líquido puede lograrse aumentando la temperatura, ya que con ello aumenta también el movimiento de las moléculas de disolvente, lo cual permite un continuo bombardeo de agrupación de las moléculas del sólido. Efecto de la temperatura en los gases: En un gas, las moléculas se mueven mucho más libremente que en un líquido. Para que el gas pueda disolverse en un líquido es preciso que sus moléculas disminuyan su energía cinética. Eso se logra disminuyendo su temperatura, por tanto la solubilidad de los gases en los líquidos es mayor a menor temperatura. Efecto de la presión en los gases: Un aumento en la presión favorece esta mayor proximidad, aumentando el grado de solubilidad. Por el contrario, si se disminuye la presión del gas disuelto, éste tiende a escapar de la solución. Efecto del ion común: el efecto que tiene añadir un ion común es una disminución de la solubilidad. El pH: la solubilidad de las sales ligeramente solubles que contienen aniones básicos se incrementa a medida que la concentración del ion hidrógeno aumenta. La solubilidad de las sales con aniones derivados de ácidos fuertes no se ve afectada por el pH. Formación de iones complejos: el efecto de la formación del ion complejo por lo general es incrementar la solubilidad de una sustancia. Fuerzas intermoleculares: “lo semejante disuelve a lo semejante”. Es probables que dos sustancias cuyas fuerzas intermoleculares son del mismo tipo y magnitud sean solubles entre sí. Un soluto no polar se disolverá en un disolvente no polar; los compuestos iónicos generalmente se disolverán en disolventes polares debido

a la interacción favorable ion-dipolo; los solutos que pueden formar enlaces de hidrógeno con el disolvente tendrán una solubilidad alta en él. 4.5 Definir las Fuerzas Intermoleculares y sus características. Las fuerzas intermoleculares son fuerzas de atracción entre moléculas, actúan entre las moléculas o entre las moléculas y los iones. -

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Son las principales responsables de las propiedades macroscópicas de la materia (por ejemplo, punto de fusión y punto de ebullición) Las fuerzas intermoleculares son independientes de la temperatura. La facilidad de disolución de un soluto en un disolvente depende de las fuerzas intermoleculares Podemos identificar las fuerzas intermoleculares en una sustancia considerando su composición y estructura. Cuanto más intensas son las fuerzas intermoleculares, mayor es la viscosidad de un líquido y su tensión superficial (energía necesaria para expandir el área superficial de un líquido) Bibliografía:

1. Hojas de seguridad: Escuela de Química, Universidad Nacional: http://www.quimica.una.ac.cr/index.php/documentos-electronicos/category/13-hojas-deseguridad Consulta: 16-10-2020. 2. Chang. R. (2010). Química (Décima ed): México: McGraw-Hill/Interamericana. Editores, S.A. de C.V. 3. Brown, Theodore L., LeMay, H. Eugene, Bursten, Bruce E. (1988). Química, la Ciencia Central, (7 ed): México: Pearson Educación. 4. Las disoluciones. (SF). http://www7.uc.cl/sw_educ/educacion/grecia/plano/html/pdfs/cra/quimica/NM2/RQ2D101.p df Consulta: 16-10-2020

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Objetivo:

Solubilizar cloruro de sodio con agua, metanol, etanol, acetona, hexano. También yodo con los mismos disolventes y miscibilizar los disolventes entre ellos, para identificar las fuerzas intermoleculares que se presentan en cada disolución. 

Hipótesis:

Solubilidad NaCl:

Solubilidad Yodo:

NaCl + H2O  Na+ + Cl- + H2O

I2 + H2O  I2 + H2O

NaCl + CH3-OH  Na+ + Cl- + CH3-OH

I2 + CH3-OH  I2 + CH3-OH

NaCl + CH3-CH2-OH  Na+ + Cl- + CH3-CH2-OH

I2 + CH3-CH2-OH  2I- CH3-CH2-OH

NaCl + C3H6O  Na+ + Cl- + C3H6O

I2 + C3H6O  2I- C3H6O

NaCl + C6H14  NaCl + C6H14

I2 + C6H14  2I- C6H14

Miscibilidad: Etanol + Agua CH3-CH2-OH + H2O  CH3-CH2-OH . H2O Acetona + Etanol C3H6O + CH3-CH2-OH C3H6O- + CH3-CH2-OH Etanol + Hexano CH3-CH2-OH + C6H14  CH3-CH2-OH- + C6H14 Etanol + Metanol CH3-CH2-OH + CH3-OH  CH3-CH2-OH- + CH3-OH Metanol + Agua CH3-OH + H2O  CH3-OH . H2O Acetona + Metanol C3H6O + CH3-OH  C3H6O- + CH3-OH Metanol + Hexano CH3-OH + C6H14  CH3-OH + C6H14 Hexano + Agua C6H14 + H2O  C6H14 + H2O Acetona + Agua

C3H6O + H2O  C3H6O . H2O Acetona + Hexano C3H6O + C6H14  C3H6O- + C6H14 

Planeación:

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Plan:

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Procedimiento:

La solubilidad se entiende como la capacidad de las moléculas del soluto para introducirse en los espacios que quedan entre las moléculas del solvente, lo cual depende de la similitud entre las moléculas. Se aplica la regla general “lo semejante disuelve a lo semejante” Solutos: Cloruro de sodio NaCl Enlace iónico

Yodo I2 Enlace Covalente Polar

P

Disolventes Hexano

O L A R I D A D

Acetona Etanol Metanol Agua

Fórmula semidesarrollada

Para comprobar lo anterior: 1. Colocar un cristal de NaCl en 5 tubos de ensayo y etiquetarlos. 2. Con ayuda de una pipeta graduada colocar 1 mL de cada uno de los disolventes: agua, metanol, etanol, hexano y acetona. 3. Agitar vigorosamente y observar lo que sucede. 4. Añadir otro mL de disolvente si es necesario. 5. Repetir los pasos anteriores pero ahora utilizando Yodo como soluto.

NaCl + CH3-CH2-OH

NaCl + H2O

NaCl + CH3-OH

I2

I2

I2

+ H2O

+ CH3-OH

+ CH3-CH2-OH

NaCl + C3H6O

NaCl + C6H14

I2

I2

+ C3H6O

+ C6H14

La miscibilidad es la facilidad con que un par de líquidos forman una solución se cuantifica mediante la solubilidad. Los líquidos al mezclarse deben formar una disolución homogénea, si no se mezclan en ninguna proporción formándose dos fases definidas se dice que son líquidos inmiscibles. 1. Añadir 1 mL de cada disolvente en tubos de ensayo y etiquetarlos

2. Crear combinaciones por pares para comprobar si son miscibles entre ellos añadiendo 1 mL de cada uno. 3. Agitar vigorosamente para observar lo ocurrido.

Existe una relación entre la solubilidad y la miscibilidad de una sustancia y las fuerzas intermoleculares, dado que una sustancia es soluble en otra cuando se atraen. Es decir que una sustancia se disuelve en otra cuando la polaridad de sus moléculas es similar a las de las moléculas del disolvente.