1 EQUILIBRIO DE FASES Propiedades de líquidos y sólidos.
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1 EQUILIBRIO DE FASES Propiedades de líquidos y sólidos
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EQUILIBRIO DE FASES
Propiedades de líquidos y sólidos
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Una fase es una parte homogénea de un sistema, que está en contacto con otras partes del mismo, pero que está separada de éstas por un límite bien definido (interfase).
2 Fases
Fase Sólida - hielo
Fase Líquida - agua
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Representaciones esquemáticas de los tres estados de la materia
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Fuerzas Intermoleculares
F. Intermoleculares: son fuerzas de atracción entre moléculas.
F. Intramoleculares: mantienen los átomos unidos en una molécula
Se necesitan:
• 41 kJ para vaporizar 1 mol de agua (inter)
• 930 kJ para romper todos los enlaces O-H en 1 mol of agua (intra)
Generalmente, las fuerzas intermoleculares son mucho más débiles que las intramoleculares.
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Atracción dipolo-dipolo (fuerzas de atracción entre moléculas polares): las moléculas se orientan de modo que los extremos “+” y “” de los dipolos se acerquen.
Orientación de las Moléculas Polares en un Sólido
Fuerzas Intermoleculares
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(a)Interacción electrostática entre dos moléculas polares
(b) Interacción entre muchos dipolos en un estado condensado (líquido o sólido).
8(a) La molécula de agua (polar). (b) Puentes de hidrógeno entre moléculas de agua.
Fuerzas IntermolecularesPuentes de hidrógeno: atracción dipolo-dipolo en la que el H está unido a un átomo muy electronegativo (F, O, N).
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Propiedades de los líquidos
Tensión superficial es la cantidad de energía necesaria para estirar o aumentar la superficie de un líquido por unidad de área.
O es la resistencia de un líquido contra un aumento de su área superficial.
Fuerzas intermoleculares
fuertes
Alta tensión
superficial
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Una molécula en el interior de un líquido es atraída por varias moléculas que la rodean, mientras que una molécula en la superficie de un líquido es atraída sólo por las moléculas debajo de ella y a los costados.
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Más Propiedades de Liquidos
Viscosidad es una medida de la resistencia a fluir que tiene un fluido (líquido o gas).
Fuerzas intermoleculares
fuertes
Alta viscosidad
EQUILIBRIO LÍQUIDO-VAPOR
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Presión de Vapor
. . . Es la presión del vapor presente en el estado de equilibrio.
. . . Depende principalmente de la magnitud de las fuerzas intermoleculares en el líquido.
. . . Aumenta significativamente con la temperatura.
Los líquidos volátiles tienen alta Presión de vapor.
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Comportamiento de un líquido en un recipiente cerrado
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La presión de vapor de equilibrio es la presión del vapor medida cuando se ha alcanzado un equilibrio dinámico entre los procesos de condensación y evaporación
H2O (l) H2O (g)
Velocidad de condensación
Velocidad de evaporación=
Equilibrio dinámico
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Antes de la evaporación
En el equilibrio
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La presión de
vapor del agua
(azul), del etanol
(negro) y del éter
etílico (rojo) en
función de la
temperatura
El punto de ebullición es la temperatura a la cual la presión de vapor de equilibrio de un líquido es igual a la presión externa.
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El punto de ebullición normal es la temperatura a la cual el líquido hierve cuando la presión externa es igual a 1 atm.
El Calor Molar de Vaporización (Hvap) es la energía requerida para vaporizar 1 mol de una sustancia líquida.
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El estado sólido
Sólidos cristalinos: sus componentes están ordenados en una estructura altamente regular (Ej: sal de mesa (NaCl), hielo) .
Sólidos amorfos: poseen un desorden considerable en su estructura (vidrio).
Tipos de sólidos
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Un sólido amorfo no posee una estructura bien definida.
Un vidrio es un producto de la fusión de materiales inorgánicos (cuarzo), ópticamente transparente, que ha sido enfriado rápidamente hasta un estado rígido, pero sin cristalizar.
Cuarzo cristalino (SiO2) Cuarzo no cristalino (vidrio)
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Ejemplos de sólidos cristalinos
CsCl ZnS CaF2
diamante grafito
Hielo
EQUILIBRIO SÓLIDO-LÍQUIDO
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Punto de fusión
La fusión ocurre cuando las moléculas tienen la energía suficiente como para liberarse de sus posiciones rígidas en la estructura del sólido.
(La temperature permanece constante mientras transcurre la fusión)
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Mel
ting
11.8F
reez
ing
H2O (s) H2O (l)
El punto de fusión de un sólido, o el punto de congelación de un líquido, es la temperatura a la cual el sólido y el liquido coexisten en equilibrio
Sub
limat
ion
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El Calor Molar de Fusión (Hfus) es la energía requerida para fundir 1 mol de una sustancia sólida.
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Sub
limat
ion
Dep
ositi
on
H2O (s) H2O (g)
Hsub = Hfus + Hvap
El Calor Molar de Sublimación (Hsub) es la energía requerida para sublimar 1 mol de una sustancia sólida.
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Un trozo de hielo seco sublimando(CO2)
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Curva de Calentamiento
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Diagrama de FasesRepresenta las fases presentes de una sustancia en función de la temperatura y la presión.
Diagrama de fases del agua
Pendiente negativa
El Punto Triple representa las únicas condiciones de P y T en las que los tres estados coexisten en equilibrio
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La Temperatura Crítica (Tc) es la temperatura por encima de la cual el gas no puede ser licuado, no importa cuán grande sea la presión
La Presión crítica (Pc) es la mínima presión que debe aplicarse para lograr la licuación del gas a la temperatura crítica.
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Diagrama de fases del Dióxido de carbono (CO2)
Pendiente positiva
sublimación
