Laboratorio Química Inorgánica I (1310)Hernández Limón José Alberto

Práctica 3: Fuerzas intermoleculares y solubilidad

Introducción:

Las fuerzas intermoleculares son las fuerzas de atracción entre las moléculas. Estas fuerzas son las responsables del comportamiento no ideal de los gases; aunque ejercen aún más influencia en las bases condesadas de la materia, es decir, en los líquidos y sólidos. Las fuerzas intermoleculares suelen ser más débiles que las intramoleculares, por ello, se necesita menos energía para evaporar un líquido que para romper los enlaces de sus moléculas. Para comprender las propiedades de la materia condensada es necesario entender los diferentes tipos de fuerzas intermoleculares. Las fuerzas dipolo-dipolo, dipolo-dipolo inducido, y las fuerzas de dispersión integran lo que los químicos denominan las fuerzas de van der Waals. Los iones y dipolos se atraen entre si mediantes fuerzas electrostáticas conocidas como fuerzas ion-dipolo. El enlace de hidrogeno es un tipo de interacción dipolo-dipolo particularmente fuerte.

Objetivo:

Comprender en términos de fuerzas intermoleculares cuando es posible disolver una sustancia en otra.

Resultados y análisis de resultados:

Éter Metanol Hexano H2OAcetona + + + +Éter ---- + + -Metanol ---- ---- - +Hexano ---- ---- --- -

Moléculas Tipos de interacciónAcetona-Éter Dipolo-dipolo inducido

Acetona-Metanol Dipolo-dipoloAcetona-Hexano Dipolo-dipolo inducidoAcetona-Agua Dipolo-dipoloÉter-Metanol Dipolo-dipolo inducidoÉter-Hexano Dipolo instantáneo-dipolo inducidoÉter-Agua No hay interacción

Metanol-Hexano No hay interacciónMetanol-Agua Dipolo-dipoloHexano-Agua No hay interacción

Cuando en el primer tubo se agrega agua y éter se forman dos fases, queda abajo el agua y arriba el éter, al agregar las gotas de acetona esta se integra a la fase del agua. Esto se debe a que las fuerzas que existen entre la acetona y el agua son más fuertes (dipolo-dipolo), que las fuerzas que existen entre la acetona y el éter (dipolo-dipolo inducido).Al continuar con la adición de acetona aproximadamente a los 2 mL, después de agitar, parece que se obtiene una sola fase, pero no es así ya que las moléculas de acetona solvatan a las moléculas de éter y a las moléculas de agua, quedando así interacciones agua-acetona, acetona-éter y acetona-acetona.

En el siguiente tubo se colocó yodo y acetona, no se logró disolver el yodo ya que el tipo de interacción es muy débil (dipolo-dipolo inducido) y lo único que ocurrió fue que la disolución tomo un color ámbar. En otro tubo se colocó hexano y se trató de disolver yodo, logrando disolverse casi por completo debido a que la interacción del yodo y el hexano es dipolo instantáneo-dipolo inducido o fuerzas de London; a este tubo se le agrego 3 mL de acetona y se logra notar que la coloración del hexano predomina sobre la de la acetona ya que la interacción entre el hexano y el yodo es más estable.

En el siguiente experimento se colocó yodo en agua, el cual no se pudo disolver ya que las fuerzas que se presentan son muy débiles (dipolo-dipolo inducido) y el agua tiene fuerzas más fuertes que son los enlaces de hidrogeno, lo único que hizo fue cambiar un poco su coloración. Ésta agua fue colocada en otro tubo de ensayo donde se colocó hexano y lo que ocurrió fue que la coloración del agua fue más tenue y el hexano, a pesar de no ser miscible con el agua, cambio la coloración a morado, esto se debe a que el yodo que quedaba en el agua debido a las fuerzas de dipolo-dipolo inducido, se mezcló con el hexano ya que, como se menciona anteriormente, la interacción entre el hexano y el yodo es más estable.

Al tratar de disolver otro cristal de yodo en el agua nuevamente cambia su coloración por las fuerzas de dipolo-dipolo inducido, y al agregar el KI disuelto previamente se lleva a cabo una reacción que da paso a la formación del ion I3

-, ya que se produce una interacción ion-dipolo más fuerte que la interacción entre el yodo y el agua.

Por último se disolvió acetilacetonato de hierro (III) en agua, la cual tomo un color naranja y posteriormente se agrega éter, en este punto se nota la separación de dos fases, el éter y el agua. Al agregar el cloruro de sodio éste se fue al agua ya que la interacción ion-dipolo es más fuerte que la interacción con el acetilacetonato de hierro (III) por lo cual fue desplazado hacia el éter el cual gano coloración y el agua la pierde.

Conclusiones:

Dos líquidos serán miscibles si sus fuerzas intermoleculares son de igual magnitud o compensan las que la misma sustancia tiene con sus propias moléculas. No habrá interacción si sus fuerzas son muy distintas en cuanto a magnitud.

¿Qué aprendí?

La razón por la cual las sustancias son miscibles entre otras en relación a las fuerzas intermoleculares.

Sugerencias:

Si fuera posible agregar colorante al agua o a alguna sustancia con las que trabajamos para que se pueda observar de mejor manera si las sustancias son miscibles entre sí o no, cuidando que el colorante solo pueda ser mezclado en uno de los compuestos y no en el otro.