Post on 11-Apr-2015
Sólidos y líquidos
2.-Líquidos y Sólidos
» Propiedades de los líquidos· Viscosidad· Tensión superficial
» Equilibrio líquido-vapor:· Presión de vapor· Presión de vapor frente a la Tª
· Punto de ebullición
· Temperatura y presión críticas
» Diagramas de fase:
» Fuerzas intermoleculares:· Fuerzas de dispersión (London)
· Fuerzas dipolares· Enlaces de hidrógeno
Sólidos y líquidos
Propiedades de los líquidos
Comparación molecular entre sólidos y líquidos Comparación molecular entre sólidos y líquidos
GASES-Desorden total-Partículas tienen completa libertad de movimiento.-Partículas tienden a estar alejadas entre si- Forma y volumen indeterminado.
LÍQUIDOS-Menor desorden-Partículas tienen movimiento relativo entre si-Partículas tienen mayor cohesión (juntas)- Forma determinada al recipiente que los contiene
SÓLIDOS-Orden-Partículas fijas en una posición determinada. -Partículas unidas entre si- Forma y volumen determinado
Calentar
Enfriar
Calentar o reducir presión
Enfriar o comprimir
Sólidos y líquidos
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
Sólidos y líquidos
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.
Sólidos y líquidos
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.
Sólidos y líquidos
Equilibrio líquido-vapor
Presión de vapor
Moléculas en estado vaporMoléculas que pasan a vapor (se vaporizan)Moléculas que pasan al líquido (se condensan)
Sólidos y líquidos
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
Sólidos y líquidos
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
Sólidos y líquidos
Cambios de fases
SolidificaciónFusión
CondensaciónVaporización
Sublimación Deposición o sublimación regresiva
Sólido
Gas
líquido
ENERGIA
Sólidos y líquidos
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
Sólidos y líquidos
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
Sólidos y líquidos
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)
Punto
Triple
Temperatura
Presión
Punto de :-Ebullición/condensación-Sublimación-Fusión/Congelación
Sólidos y líquidos
Fuerzas de Van der Waals
Fuerzas Intermoleculares
Dipolos instantáneos. El movimiento de los electrones en el orbital producen
polarización no permanente. Dipolos inducidos.
Los electrones se mueven produciendo un dipolo en la molécula debido a una fuerza exterior.
- Fuerzas de London- Fuerzas dipolo-dipolo
- Fuerzas por puentes de hidrógeno
Sólidos y líquidos
Fuerzas Intermoleculares
-Son las fuerzas intermoleculares más débiles que hay.» Se producen por la atracción dipolo instantáneo-dipolo inducido.-Se producen entre dos moléculas no-polares adyacentes que se afectan mutuamente. El núcleo de un átomo (en la molécula) atrae los electrones del átomo adyacente. Esta atracción causa que la nube de electrones se distorsione. En ese instante se forma una molécula polar, debido al dipolo instantáneo que se forma.» Relacionado con la polarizabilidad en la molécula.
FUERZAS DE DISPERSION DE LONDONFUERZAS DE DISPERSION DE LONDON
Sólidos y líquidos
Fuerzas Intermoleculares
Fuerzas dipolo-dipoloFuerzas dipolo-dipolo
- Interacción entre un dipolo en una molécula y un dipolo
en la molécula adyacente.
- Las fuerzas dipolo-dipolo existen entre moléculas polares
neutras.
-Son fuerzas más débiles que las fuerzas ión-dipolo.
Sólidos y líquidos
Fuerzas Intermoleculares
Interacciones dipolo-dipoloInteracciones dipolo-dipolo
Sólidos y líquidos
Fuerzas Intermoleculares
Fuerzas ión-dipolo
-Interacción entre un ión (Na+ ó Cl-) y un dipolo (una molécula dipolar =agua)
- Son las más fuertes de las fuerzas intermoleculares
Sólidos y líquidos
Fuerzas Intermoleculares
Enlaces de hidrógeno
- Es un caso especial de las fuerzas dipolo-dipolo.- Son fuerzas intermoleculares muy fuertes. De los tres tipos de fuerzas de Van der Waals son las más fuertes.-El enlace de hidrógeno requiere que el H este unido (enlazado) a un elemento electronegativo. Estas fuerzas de enlace de hidrógeno se hacen más importantes entre compuestos con F, O y N.
Enlaces por puentes de hidrógeno entre moléculas de
HF
Sólidos y líquidos
Fuerzas Intermoleculares
Punto de ebullición normal (K)
Masa molecular (u)
Al aumentar el valor de las fuerzas debidas a los enlaces por puentes de hidrógeno, aumenta el punto de ebullición.
Sólidos y líquidos
Fuerzas Intermoleculares
Alrededor de las moléculas En el sólido En el líquido
Enlaces de hidrógeno en la molécula de agua
Sólidos y líquidos
Tipos de sustancias:1- Sustancias moleculares2- Sólidos de red covalentes3- Sólidos iónicos4- Metales
Propiedades de las sustancias
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)
Sólidos y líquidos
Propiedades de las sustancias
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.
Sólidos y líquidos
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 unidad, la unidad estructural más pequeña, que repetida en las tres diemensiones del espacio nos genera el cristal .
Celdaunidad
Sólidos y líquidos
Celdas unidad en el sistema cristalino cúbico
Cúbica sencilla Cúbica centrada en el
cuerpo
Cúbica centrada en
las caras
Estructuras cristalinas
Sólidos y líquidos
Estructuras cristalinas
Cloruro de Cesio
- C.U: cúbica centrada en el cuerpo
- Nº de coordinación para ambos iones es 8
Sólidos y líquidos
Cloruro Sódico
Estructuras cristalinas
- 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