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1 EQUILIBRIO DE FASES Propiedades de líquidos y sólidos.

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1 1 EQUILIBRIO DE FASES Propiedades de líquidos y sólidos

2 2 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

3 3 Representaciones esquemáticas de los tres estados de la materia

4 4

5 5 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.

6 6 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

7 7 (a)Interacción electrostática entre dos moléculas polares (b) Interacción entre muchos dipolos en un estado condensado (líquido o sólido).

8 8 (a)La molécula de agua (polar). (b) Puentes de hidrógeno entre moléculas de agua. Fuerzas Intermoleculares Puentes de hidrógeno: atracción dipolo-dipolo en la que el H está unido a un átomo muy electronegativo (F, O, N).

9 9 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

10 10 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.

11 11 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

12 EQUILIBRIO LÍQUIDO-VAPOR 12

13 13 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.

14 14 Comportamiento de un líquido en un recipiente cerrado

15 15 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 H 2 O (l) H 2 O (g) Velocidad de condensación Velocidad de evaporación = Equilibrio dinámico

16 16 Antes de la evaporación En el equilibrio

17 17 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.

18 18 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 ( H vap ) es la energía requerida para vaporizar 1 mol de una sustancia líquida.

19 19 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

20 20 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 (SiO 2 ) Cuarzo no cristalino (vidrio)

21 21 Ejemplos de sólidos cristalinos CsCl ZnS CaF2 diamantegrafito Hielo

22 EQUILIBRIO SÓLIDO-LÍQUIDO 22

23 23 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)

24 Copyright©2000 by Houghton Mifflin Company. All rights reserved. 24 Melting 11.8 Freezing H 2 O (s) H 2 O (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 Sublimation

25 25 El Calor Molar de Fusión ( H fus ) es la energía requerida para fundir 1 mol de una sustancia sólida.

26 Copyright©2000 by Houghton Mifflin Company. All rights reserved. 26 Sublimation Deposition H 2 O (s) H 2 O (g) H sub = H fus + H vap El Calor Molar de Sublimación ( H sub ) es la energía requerida para sublimar 1 mol de una sustancia sólida.

27 27 Un trozo de hielo seco sublimando (CO 2 )

28 Copyright©2000 by Houghton Mifflin Company. All rights reserved. 28 Curva de Calentamiento

29 29 Diagrama de Fases Representa 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

30 30 La Temperatura Crítica (T c ) es la temperatura por encima de la cual el gas no puede ser licuado, no importa cuán grande sea la presión La Presión crítica (P c ) es la mínima presión que debe aplicarse para lograr la licuación del gas a la temperatura crítica.

31 31 Diagrama de fases del Dióxido de carbono (CO 2 ) Pendiente positiva sublimación


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