Propiedades de los líquidos

ViscosidadViscosidadLa viscosidad es la resistencia de un líquido a fluir. Un líquido fluye cuando las moléculas resbalan unas sobre otras. La viscosidad será mayor cuando las fuerzas intermoleculares sean más fuertes.

Tensión superficialTensión superficial

La energía necesaria para aumentar el área superficial de un líquido. La superficie de un líquido se comporta como una membrana o barrera Esto se debe a las desiguales fuerzas de atracción entre las moléculas y la superficie

Propiedades de los líquidos

- Fuerzas de cohesión que unen las moléculas unas a otras.

- Fuerzas de adhesión que unen las moléculas a la superficie.

La forma del menisco en la superficie de un líquido:

» Si las fuerzas adhesivas son mayores que las fuerzas de cohesión, la superficie del líquido es atraída hacia el centro del contenedor. Por ello, el menisco toma forma de U.

» Si las fuerzas de cohesión son mayores que las de adhesión, el menisco se curva hacia el exterior.

Propiedades de los líquidos

Capilaridad: Cuando un tubo de vidrio muy estrecho (capilar) se

introduce en un líquido, el nivel del menisco sube y a este efecto se le conoce como capilaridad.

Equilibrio líquido-vapor

Presión de vapor

Moléculas en estado vaporMoléculas que pasan a vapor (se vaporizan)Moléculas que pasan al líquido (se condensan)

Equilibrio líquido-vapor

Cuando la velocidad de condensación se hace igual a la

velocidad de vaporización, el líquido y el vapor están en un

estado de equilibrio dinámico:

Líquido Vapor

La presión ejercida por el vapor se mantiene constante

una vez alcanzado el equilibrio dinámico, y se conoce como

presión de vapor de un líquido.

La presión de vapor de un líquido siempre aumenta al aumentar la temperatura.

Pv

Tª

Equilibrio líquido-vapor

A = ΔHvap

R

Ln P = -A ( ) + B1T

(a)(b)(c)(d)(e)

Ecuación de Clausius-Clapeyron Ln = - ( - ) P2

P1

1T2

1T1

ΔHvap

R

Equilibrio líquido-vapor

Punto de ebullición- Un líquido hierve a una temperatura a la que su presión de vapor igual a la presión sobre su superficie.- Hay dos formas para conseguir que un líquido hierva:

· Aumentar la Tª· Disminuir la presión

- Si Pext = 1 atm Punto de ebullición normal

Temperatura crítica- La mínima temperatura para la condensación de un gas usando presión. -Por encima de la Tª crítica no puede existir una sustancia pura en fase líquidaPresión crítica-Presión requerida para producir la condensación.- Es la presión de vapor del líquido a la Tª crítica

Punto crítico

Cambios de fases

SolidificaciónFusión

CondensaciónVaporización

Sublimación Deposición

Sólido

Gas

líquido

ENERGIA

Cambios de estados

Sublimación : Hsub > 0 (endotérmico). Vaporización : Hvap > 0 (endotérmico). Fusión : Hfus > 0 (endotérmico). Deposición : Hdep < 0 (exotérmico). Condensación : Hcon < 0 (exotérmico). Solidificación : Hfre < 0 (exotérmico).

Cambios energéticos que acompañan a los cambios de fase:

ΔHvap = Hvapor – Hliquid = - ΔHcondensation

Ejemplo: Vaporización

Diagramas de fases

CURVA DE CALENTAMIENTO

Es un representación del cambio de Tª frente al calor añadido

Calor añadido (cada división corresponde a 4 kJ)

Hielo

Hielo y agua liq (fusión)

Agua líquida

Agua líquida y vapor(vaporización)

Vapor de agua

Diagramas de fases

Un diagrama de fases es un gráfico que muestra las presiones y temperaturas a las que están en equilibrio diferentes fases. (Se representa la T vs P)

PuntoCrítico

Punto

Triple

Temperatura

Presión

Punto de :-Ebullición/condensación-Sublimación-Fusión/Congelación

Punto Triple: Punto (Tª y presión) donde las tres fases están en equilibrio.

Punto crítico:Punto (Tª y presión crítica) sobre el cual la fase líquida y gaseosa

una sustancia son indistinguibles.

Diagramas de fases

Temperatura

Presión

FluidoSupercrítico

A B A- Hay condensaciónB- No hay condensación

Ej.: Para el CO2

Tc= 31ºC y Pc= 72.9atm

Diagramas de fases

Temperatura

Presión

- Cuando la fase sólida es más densa que la líquida (normal), un aumento

de presión convierte el líquido en sólido y el punto de fusión aumenta.

- Cuando la fase líquida es más densa que la sólida, un aumento de

presión convierte el sólido en líquido, y el punto de fusión disminuye.

( Ver-Agua)

Agua Vapor

Agua LiqHielo I

Hielo II

H V

H III

H VI

H VII

Tipos de sustancias:1- Sustancias moleculares2- Sólidos de red covalentes3- Sólidos iónicos4- Metales

La mayoría de las sustancias que son gases o líquidos son moleculares a 1atm y 25ºC, pero hay tres tipos de sólidos no moleculares como son sólidos covalentes, iónicos y metales).

Características de las sustancias moleculares:-Existen como entidades moleculares independientes.(Gases

nobles, H2, CO2, I2, CH4, Br2, hidrocarburos, NH3, HCl, ...)

- No conductoras de la electricidad en estado puro.- Son insolubles en agua, pero solubles en disolventes no polares

(CCl4 o benceno)

- Puntos de ebullición y de fusión bajos. (Fuerzas intermoleculares débiles)

Propiedades de los Sólidos

Características de los sólidos de red covalente- Los átomos están unidos por una red continua de enlaces covalentes.- Malos conductores eléctricos.- Insolubles en todos los disolventes comunes.- Puntos de fusión muy elevados (1000ºC)

- Ejemplos comunes: C (grafito/diamante) Pf= 3500 ºC

Cuarzo (Silicatos: SiO2, SiO32-, Si4O10

4-, ..)

Características de los sólidos iónicos- Se mantienen unidos por fuerzas electrostáticas intensas entre

iones contiguos con cargas opuestas. (NaCl, MgO, Na2CO3, ...)

- Muchos compuestos iónicos son solubles en agua y disolventes polares. (Son insolubles en disolventes apolares)- No conducen la electricidad, puesto que los iones tienen posiciones fijas en la estructura sólida. Sin embargo son buenos conductores cuando están fundidos o disueltos en agua.- No son volátiles y tienen un punto de fusión alto.

Propiedades de los Sólidos

Características de los sólidos metálicos-Las unidades estructurales son los electrones y cationes.

M+ e- M+ e- M+ e- M+ e- M+ e- M+ e-

M+ e- M+ e- M+ e- M+ e- M+ e- M+ e-

- Conductividad eléctrica elevada (e- móviles)- Conductividad térmica alta.- Dúctiles (cables) y maleables (láminas)- Brillo. (reflejan las luz)- Puntos de fusión muy variados (-39ºC (Hg) hasta 3419ºC(W))- Insoluble sen agua y otros disolventes comunes. El único metal líquido es el Hg, que disuelve a otros metales formando disoluciones llamadas amalgamas.

Propiedades de los Sólidos

Estructuras cristalinas

Los cristales tienen formas geométricas definidas debido a que los átomos o iones, están ordenados según un patrón tridimensional definido.

Mediante la técnica de difracción de Rayos X, podemos obtener información básica sobre las dimensiones y la forma geométrica de la celda unitaria, la unidad estructural más pequeña, que repetida en las tres diemensiones del espacio nos genera el cristal .

CeldaUnitaria

Empaquetamiento cúbico

Empaquetamiento hexagonal compacto

Celdas tridimensional

es

Cloruro de Cesio

- C.U: cúbica centrada en el cuerpo

- Nº de coordinación para ambos iones es 8

Cloruro Sódico

- C.U: cúbica centrada en las caras para los aniones

- Nº de coordinación para ambos iones es 6

- Los cationes ocupan todos los huecos octaédricos

Planos en una celda

Sistema (h,k,l) => (1/x,1/y,1/z)

Imperfecciones e Impurezas

Dislocaciones

Límite de grano