Propiedades y Caractersticas de Lquidos y Slidos

FASES CONDENSADAS La materia se presenta, en la naturaleza, entres estados fsicos: slido, lquido y gaseoso.

Algunas caractersticas de Gases, Lquidos y SlidosGASESNo tiene forma definida, Llenan completamente el recipiente que los contiene. Son compresibles

LquidosNo tienen forma definida, toman la forma del recipiente que los contiene. Tienen volumen definido, slo levemente compresibles. Son fluidos. Difunden a travs de otros lquidos Alta densidad

SlidosTienen forma definida, resisten la deformacin. Son generalmente incompresibles No fluyen Difunden muy lentamente a travs de los slidos Generalmente presentan densidad mayor que los lquidos Existe un arreglo ordenado de partculas, slo presentan movimiento vibracional, muy juntas las unas a las otras

Son fluidos. Difunden rpidamente. Presentan baja densidad

Sus partculas son extraordinariamente desordenadas, el espacio est mayoritariamente vaco y presentan movimiento rpido en las tres dimensiones

Son racimos desordenados de partculas, muy juntos. Presentan movimientos aleatorios en las tres dimensiones,

Cambios de estado Slido a lquido: fusin Slido a gas: sublimacin Lquido a gas: vaporizacin Lquido a slido: solidificacin Gas a lquido: condensacin Gas a slido: sublimacin inversa Si calentamos un slido, la energa suministrada aumenta la vibracin de las partculas hasta que abandonan sus posiciones fijas y el cristal se desordena, pasando a estado lquido. Si aportamos ms energa al lquido, las partculas se liberan unas de otras hasta tener un movimiento independiente, pasando al estado gaseoso. En los cambios de estado la temperatura permanece constante. Los puntos de fusin y ebullicin son propiedades caractersticas de las sustancias puras.

Un Diagrama de fases resume las condiciones en las cuales una sustancia existe como slido, lquido o gas.

Diagrama de fases del agua

ESTADO SLIDO Las partculas que lo forman se encuentran ordenadas espacialmente, ocupando posiciones fijas, dando lugar a una estructura interna cristalina, debido a que las fuerzas intermoleculares son muy fuertes. Las partculas pueden ser: molculas, tomos o iones. Si las partculas son TOMOS, los mismos estn unidos por enlaces covalentes que son muy fuertes, pero los tomos deben mantener una posicin fija, sino el enlace se rompe. Estos slidos son muy duros, pero frgiles, y presentan punto de fusin y ebullicin elevados, como el DIAMANTE.

Si las partculas son MOLCULAS, las mismas se encuentran unidas entre si por las fuerzas de Van der Waals, que son dbiles. Estos slidos son blandos, y presentan puntos de fusin y ebullicin bajos, como el AZCAR. Si las partculas son IONES: puede tratarse de metales: iones positivos rodeados de electrones, que son buenos conductores de la corriente elctrica, duros y presentan puntos de fusin y ebullicin altos, como por ejemplo COBRE, ORO, PLATA. puede tratarse de compuestos inicos: debido a la fuerte atraccin electrosttica entre los iones opuestos, son slidos duros, pero frgiles y no conducen la corriente elctrica. Ej.

Cuando se encuentran en solucin diluida, dicha solucin conduce la corriente elctrica. Ej. NaCl en agua.

Estado Lquido Si se analizan distintos lquidos, se puede apreciar que algunas de sus propiedades varan marcadamente de unos a otros. Esta variacin depende de la naturaleza de las fuerzas de atraccin que existan entre las partculas constituyentes del lquido, ya sean tomos, molculas o iones. Algunas de ellas son: a) Viscosidad b) Tensin superficial c) Accin capilar d) Evaporacin e) Presin de vapor f) Punto de ebullicin.

Viscosidad Se define como la resistencia a fluir que presenta un lquido y est realmente relacionada con las fuerzas de atraccin intermolecular y con el tamao y forma de las partculas constituyentes. Los aceites tienen una alta viscosidad a temperatura ambiente y la gasolina por el contrario, muy baja. La viscosidad disminuye a medida que aumenta la temperatura, en la medida que no haya cambio de composicin. Ej: Lubricantes

Fuerzas intermoleculares fuertes

Alta viscosidad

Tensin superficial Las molculas que estn bajo la superficie de un lquido estn influidas por la traccin intermolecular que ejercen las dems. Sin embargo, las que estn en la superficie, son atradas hacia el interior del lquido. En la situacin ms estable la superficie o el rea superficial es mnima, razn por la cual las gotas de lquido tienden a tomar forma esfrica. La tensin superficial es una medida de las fuerzas, dirigidas hacia el interior del lquido, que deben ser vencidas a fin de expandir su rea superficial.

Accin Capilar Todas las fuerzas que mantiene a un lquido unido se llaman fuerzas de cohesin. Las fuerzas de atraccin entre un lquido y otra superficie se llaman fuerzas de adhesin. El agua humecta el vidrio y aumenta su rea superficial a medida que trepa por los costados del tubo de vidrio, debido a las fuerzas adhesivas entre el agua y el vidrio, siendo ambos polares. La superficie del agua, o menisco, tiene una forma cncava. Por el contrario el mercurio no humecta el vidrio, porque sus fuerzas de cohesin son mucho ms fuertes que las de atraccin con respecto al vidrio, y por lo tanto su menisco es convexo. La accin capilar ocurre cuando se sumerge un tubo capilar en un lquido, haciendo que el lquido ascienda por las paredes del tubo. As, entre mas delgado sea el tubo el ascenso capilar ser mayor.

Evaporacin La energa cintica de las molculas depende de la temperatura, de la misma forma que en los gases. La evaporacin o vaporizacin es el proceso por el cual las molculas de la superficie del lquido se separan a la fase gaseosa. Para que las molculas se separen deben poseer una energa mnima. Mientras ms alta es la temperatura, mayor es la fraccin de molculas que poseen energa mnima. La evaporacin aumenta a medida que aumenta la temperatura. Algunas molculas que pasaron a la fase vapor, pueden an colisionar con la superficie lquida y ser capturadas. Este proceso, que es el inverso de la evaporacin, se denomina condensacin.

Evaporacin Lquido Vapor

Condensacin

Presin de vapor Las molculas de la fase vapor no pueden escapar cuando la vaporizacin ocurre en un recipiente cerrado. A medida que las molculas abandonan la fase lquida, ms molculas de la fase gaseosa chocan con las paredes del recipiente y con la superficie del lquido, de tal manera que ocurre ms condensacin, la cual es responsable de la formacin de las gotitas de lquido que se adhieren a las paredes del recipiente cuando se alcanza un equilibrio entre la fase lquida y la fase de vapor.

A una misma temperatura, lquidos diferentes presentan presiones de vapor diferentes. Entonces diremos que los lquidos que se evaporan fcilmente son lquidos voltiles y por lo tanto tienen presiones de vapor altas. Presiones de vapor de algunos lquidos a 25C Compuesto Presin de vapor (mm Hg) Agua 23,8 Benceno 94,4 Metanol 122 Dietilter 470

Punto de ebullicin Cuando se entrega calor a un lquido, aumenta la energa cintica de las molculas y lo que se manifiesta en un aumento de la temperatura excepto en el punto de ebullicin. La accin de calentar un lquido produce un aumento de la presin de vapor. El punto de ebullicin de un lquido, bajo determinada presin, es la temperatura a la cual la presin de vapor se iguala a la presin aplicada. El punto normal de ebullicin es la temperatura a la cual la presin de vapor del lquido exactamente igual a 1 atm, (760 mm de Hg) de presin.