UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE QUIMICA LABORATORIO DE QUIMICA INORGANICA PRACTICA 4 “FUERZAS INTERMOLECULARES Y SOLUBILIDAD” TANIA FLORESGARDUÑO PROF: MANUEL NAVARRETE TEJERO la tensión superficial. Pincha en los recuadros para saber más sobre ellas.Dipolo. Estas son las fuerzas que se deben vencer para que se produzca un cambio químico. la solubilidad. su contribución es importante. por tanto. Son estas fuerzas. siendo las más características las fuerzas de Van der Waals y los puentes de hidrógeno. Las fuerzas de orientación (aparecen entre moléculas con momento dipolar diferente). las que determinan las propiedades químicas de las sustancias. que se ejerce a distancia entre moléculas. Por lo general son fuerzas débiles pero. al ser muy numerosas. las de enlace de hidrógeno y las debidas a fenómenos de polarización transitoria (fuerzas de London). En la naturaleza. las de dispersión o de London (aparecen en tres moléculas apolares). los átomos están unidos mediante fuerzas intermoleculares (enlaces iónicos. o Fuerzas de dispersión de London. Las Fuerzas de Van der Waals: Es una fuerza intermolecular atractiva. Que se pueden clasificar a su vez en: o Dipolo . Estas fuerzas son las que determinan las propiedades físicas de las sustancias como.GRUPO 1 INTRODUCCION Dentro de una molécula. La figura inferior resume los diversos tipos de fuerzas intermoleculares. Son fuerzas de origen eléctrico que pueden . Dichas fuerzas pueden dividirse en tres grandes grupos: las debidas a la existencia de dipolos permanentes. Sin embargo existen otras fuerzas intermoleculares que actúan sobre distintas moléculas o iones y que hacen que éstos se atraigan o se repelan. Las fuerzas de atracción entre moléculas (monoatómicas o poliatómicas) sin carga neta se conocen con el nombre de fuerzas intermoleculares o fuerzas de van der Waals. o Dipolo . la densidad. metálicos o covalentes. A continuación realizaremos un estudio elemental de cada uno de dichos grupos. el punto de fusión y de ebullición. etc. Las fuerzas de inducción (ion o dipolo permanente producen en una molécula apolar una separación de cargas por el fenómeno de inducción electrostática). principalmente).Dipolo inducido. por ejemplo. Las principales fuerzas intermoleculares son • • El enlace de hidrógeno (antiguamente conocido como puente de hidrógeno) las fuerzas de Van der Waals. el estado de agregación. las uniones entre molécula son de tipo dipolar. pero poco intensa. Para deshacer la red. A B C D E Figura 1. Por otro lado en un tubo de ensaye se colocaron 0. se mezclaron entre ellas por ejemplo. Estructuras de los disolventes a utilizar en esta práctica.en cual y cuáles no eran miscibles. Se separo el agua colocándola en otro tubo. hexano-acetona . c) Éter. Se probó que tan miscibles eran cada uno de estas moléculas. sino que también aparece entre los átomos o iones sometidos a cualquier clase de enlace. Estas actúan de tal forma que los átomos se atraigan suficientes como para producir una mezcla homogénea. éter. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Con una serie de disolventes: hexano. que son excepción al comportamiento general descrito.5 mL de éter. metálico o covalente. ya sea iónico. A este último. La gran estabilidad de estas redes cristalinas se debe a que los átomos que las forman están unidos entre sí mediante enlaces covalentes. hexano. d) Acetona. a) Hexano .metanol. Cuando esta capacidad es infinita se habla de una solubilidad miscible. Las fuerzas intermoleculares son las que explican la cohesión entre las sustancias y el porqué de que se mezclen. lo cual consume gran cantidad de energía. acetona. En un tubo de ensaye se colocó un pequeño cristal de yodo. Un ejemplo de esto es el diamante. La naturaleza de las moléculas es lo que determina si se unen o no normalmente.5 mL de agua y posteriormente se agregaron 0. Se agregó 1 mL de agua intentando disolver el cristal. es necesario romper estos enlaces. agitando vigorosamente. hexano-agua así con cada uno de los sustancias evitando repetir mezclas ya que se probó cuales eran solubles . sobresaturadas o insaturadas depende de la cantidad de soluto que haya en el solvente ya que cada solvente tiene una capacidad para disolver una cantidad de soluto. El factor que determina si dos sustancias pueden unirse son las interacciones entre las partículas de los átomos a las que se les llaman fuerzas intermoleculares. las moléculas polares se unen con moléculas polares y las no polares con las no polares. Después se . hexano. por eso se considera como una interacción residual.éter. Pero este tipo de fuerza no sólo está presente en los sólo los sólidos moleculares. metanol y agua. Además si hay una mayor temperatura o una mayor presión el solvente puede diluir más soluto. se le adicionó 1 mL de hexano. Las disoluciones pueden ser saturadas. Las sustancias moleculares están formadas por moléculas individuales entre las que únicamente existen interacciones de tipo residual que son las responsables del enlace conocido como fuerza de Van der Waals. Se adicionaron unas gotas de acetona.tener lugar entre dipolos instantáneos o inducidos y entre dipolos permanentes. b) Metanol. e) Agua. Agitando vigorosamente. Se conocen algunos sólidos covalentes prácticamente infusibles e insolubles. marcando con una cuando dos disolventes resultaron ser miscibles y con una X cuando no lo fueron. Se llenó la tabla 3.. Por último se colocó 1 mL de agua en un tubo de ensaye añadiéndole un poco de Acetilacetonato de hierro (III) (lo que se tomo con la punta de la espátula). . Se vertió la disolución de KI al tubo con la disolución de yodo y al tubo final del punto 6 se le agregó una pequeña cantidad de KI y se agitó vigorosamente. De todos estos procedimientos se realizaron tablas y llenado de preguntas. Interacciones entre moléculas de disolventes puros. En otro tubo una Pequeña cantidad de yoduro de potasio se disolvió. Moléculas Tipo de interacción Hexano-Hexano Dipolo instantáneo-dipolo inducido Metanol-Metanol Dipolo-Dipolo Éter-Éter Dipolo inducido-dipolo instantáneo Acetona-Acetona Dipolo-dipolo Agua-Agua Dipolo-dipolo b) De acuerdo con lo que se anotó en la tabla anterior.Prueba de la miscibilidad de los diferentes disolventes.disolvió otro cristalito de yodo en un tubo con 1 mL de agua. para entender mejor los conceptos y los objetivos de la práctica. RESULTADOS a)¿Qué tipo de interacción se manifiesta las moléculas de cada disolvente? Tabla 2. se colocaron los disolventes en orden decreciente de la fuerza intermolecular que mantiene unidas sus moléculas: Agua > Metanol > Acetona > Éter > Hexano 2. Resultados de miscibilidad al mezclar pares de disolventes. MOLECULAS ACETONA-ETER ACETONA-METANOL ACETONA-HEXANO ACETONA-AGUA ETER-METANOL ETER-HEXANO ETER-AGUA METANOL-HEXANO METANOL-AGUA HEXANO-AGUA TIPO DE INTERACCION dipolo.Tabla 3.dipolo inducido dipolo-dipolo dipolo-dipolo inducido dipolo-dipolo dipolo-dipolo inducido dipolo instantáneo-dipolo inducido dipolo-dipolo inducido dipolo.dipolo inducido dipolo-dipolo dipolo-dipolo inducido . Éter Acetona Metanol Hexano H2O Éter X X Metanol X Hexano X a)¿Qué tipo de interacción se manifiesta entre las moléculas de los diferentes disolventes que componen cada una de las mezclas que probaste? Tabla 4: Interacciones entre moléculas de dos disolventes distintos. Describe lo que observaste en el tubo que contenía yodo y hexano al agregar la acetona: Sol volvió del mismo color que la mezcla de la cetona con yodo ya que las fuerzas que predominan son las de la cetona.5 mL de éter. ¿Qué tipo de interacción intermolecular se presenta entre el yodo y el hexano Dipolo instantáneo – dipolo inducido. Se disolvió un cristal (muy pequeño) de yodo en 1 mL de acetona y se observó.3.5 mL de agua y posteriormente se agregó 0. también la acetona quedó en medio de las dos sustancias como formando una burbuja. Se agitó vigorosamente al final de la adición y se observó el resultado. En un tubo de ensaye se colocó 0. pero ahora con hexano y se observó. A este último tubo se le añadió mililitro por mililitro. b) ¿Por qué? Porque entre ellos existen interacciones fuertes que les permite formar enlaces y por tanto tienen un cierto grado de solubilidad. a) Describe lo que pasó entre el yodo y la acetona: El yodo no fue miscible en la cetona solo tuvo un cambio de color a amarillo pero el yodo estaba ahí como precipitado. . a) ¿Qué pasó? Se formó una sola fase. Se Agitó VIGOROSAMENTE y se observó con mucha atención lo que pasó. Repitiendo la operación en otro tubo de ensaye. ¿Qué tipo de interacción intermolecular se manifiesta entre el yodo y la acetona? Dipolo-dipolo inducido Describe lo que observaste en el tubo que contiene yodo y hexano: El yodo volvió a no ser miscible en el hexano y el cambio de color en la mezcla se torno entre azul y rosita. Se adicionó unas gotas de acetona. el éter es una sustancia no polar por ello no fue miscibles entre ellos. 5. 3 mL totales de acetona. Se agitó y se observó. a) ¿A cuál de las dos fases se integra la acetona? Se integra ala cetona b) ¿Cómo puedes explicarlo? Ya que el agua es una sustancia polar al mezclarla con la acetona que es otra sustancia polar van a hacer miscibles entre sí. Se Continuó con la adición de acetona hasta que se añadió 2 mL. 4. a) ¿Qué pasó? Se forman dos fases en la fase de arriba se encuentra el hexano y en la de abajo se encuentra el agua. En otro tubo se disolvió una pequeña cantidad de yoduro de potasio. 7. A este último.b) ¿Cuál de las dos posibles interacciones predomina y que explicación sugieres para esta observación? La de la cetona. Se vertió la disolución de KI al tubo con la disolución de yodo y se observó. Se disolvió otro cristalito de yodo en un tubo con 1 mL de agua. Al tubo final del punto 6 se le agregó una pequeña cantidad de KI y se agitó vigorosamente. En un tubo de ensaye se colocó un pequeño cristal de yodo. c) Después de realizado este experimento. y el agua es una molécula polar por ello como dice la regla “lo similar disuelve a lo similar” como una parte es no polar y la otra es polar por eso no son miscibles entres sí. ¿qué opinión tienes acerca de la conocida regla empírica “lo similar disuelve a lo similar”? Que es muy cierta esta regla ya que lo no polar no se disuelve en lo polar como por ejemplo el agua es una sustancia polar y el éter es una sustancia no polar y no fueron miscibles entre sí por ello podemos decir que esta regla es muy cierta. Se agregó 1 mL de agua y se intentó disolver el cristal agitando vigorosamente. 6. se le adicionó 1 mL de hexano. INFORMACIÓN: la reacción que se lleva a cabo es a) ¿Qué tipo de interacción es la que da origen a la especie I3 Dipolo –dipolo inducido 8. KI. Se separó el agua colocándola en otro tubo. b) ¿Por qué? Porque el hexano es una sustancia no polar al igual que el yodo. Al mezclar el yoduro de potasio en la solución de hexano con yodo en esta se formaron dos fases ya que el yoduro de potasio es una sustancia polar porque su momento dipolar es diferente a cero entonces al agregar una sustancia polar con una no polar no van a hacer miscibles entre sí. Al mezclar el yoduro de potasio en la solución de hexano con yodo en esta se formaron dos fases ya que el yoduro de potasio es una sustancia polar porque su momento dipolar es diferente a cero entonces al agregar una sustancia polar con una no polar no van a hacer miscibles entre sí . b) Finalmente. a) Se agregó 1 mL de éter etílico. ANALISIS DE LOS RESULTADOS Si las interacciones ion-ion son mucho más fuertes que las interacciones ion-dipolo. Observaciones: Al agregar hubo un cambio de coloración a rojizo y también se formo un poco de precipitado. se agregó NaCl. El cloruro de sodio iba a interaccionar con el agua y se forma una solo fase c) Considerando las interacciones intermoleculares.9. por ejemplo. ¿por qué muchos compuestos iónicos son solubles en agua? Porque los compuestos iónicos son átomos o grupos de átomos que llevan energía eléctrica y el agua conduce la corriente eléctrica aunque débilmente. según su carga conducción electrolítica. En otra palabras Si bien las interacciones mas fuertes son las de ion-ion.. se agitó. también se debe de contar las fuerzas y la cantidad de estas que tienen las moléculas que rodean a los iones.En términos de fuerzas intermoleculares. ¿cuándo es posible disolver una sustancia en otra? Cuando se pueden formar interacciones que sean por lo menos de una fuerza parecida o mayor a las interacciones originales de la sustancia . Es por esto que se pueden solubilizar. por que los iones se ven rodeados de muchas moléculas de agua.“Torito” experimental: Se Colocó 1 mL de agua en un tubo de ensaye y se le añadió un poco de Acetilacetonato de hierro (III) . CONCLUSIONES . las cuales si no le gana en cuestión de fuerza individual si lo hacen por cantidad. 10. Se observó : Al agregar el éter etílico se formaron dos fases y se disolvió el acetilacetonato de hierro (III). las cargas tienden a ir al ánodo o al cátodo. lo que hace que al agregar los compuestos iónicos al electrolito que es el agua. ¿cómo podrías explicar lo que observaste? Como el cloruro de sodio y el agua presentan un momento dipolar diferente de cero se puede decir que son sustancias polares y como lo dice la regla lo similar disuelve a lo similar por lo consiguiente estas dos sustancias van a ser miscibles entre sí. Química. 2004. 1152 pp. . México. décima edición. México. . Química. 2010. T. R.Al finalizar esta práctica podemos concluir que la regla se cumple de lo similar disuelve a lo similar ya que si mezclábamos en este caso sustancias no polares eran miscibles pero si poníamos una polar con una no polar no eran miscibles y las dos fases eran muy evidentes. y la más densa quedaba en la parte superior ósea era la fase de arriba.Chang. BIBLIOGRAFIA . Editorial Pearson Educación. La ciencia central. y los compuestos iónicos son solubles en agua ya que tiene un carga y al ponerlos en contacto con un electrolito que en este caso podría ser el agua las cargas tienden a irse con al ánodo y el cátodo. Editorial Mc Graw Hill. Novena edición.Brown.