UNIDAD IV: SOLIDOS

ESTADO SOLIDO Los sólidos son uno de los cuatro estados físicos de agregación de la materia. Los sólidos se caracterizan por tener sus distancias moleculares muy pequeñas o casi nulas, su cinética molecular también es muy pequeña, prácticamente sus moléculas no tienen movimiento, además de tener forma y volumen definidos.

ESTADO SOLIDO Una propiedad muy importante que permite distinguir a un sólido otro, así como clasificar a los diferentes sólidos es el punto de fusión, que se define como: Punto de Fusión: Temperatura en la que coexisten el sólido y el líquido. Punto de Fusión Normal: Temperatura en la que coexisten el sólido y el líquido a 1 atm de presión Calor de fusión: Cantidad de calor necesaria para fundir un gramo de sólido en su punto de fusión, sus unidades son J/g Calor molar de fusión: Cantidad de calor necesaria para fundir una mol de sólido en su punto de fusión, sus unidades son kJ/mol

Clasificación de los sólidos Cristalino Orden regular y una temperatura de fusión Grafito, diamante, sal de mesa, azúcar. Amorfo Orden irregular y amplio rango de fusión. Carbón, Azufre, Vidrio, Hule, Plásticos

Clasificación de sólidos cristalinos Cristales Ionicos Puntos de fusión mayores a 400oC Covalentes Puntos de fusión mayores a 1200oC Covalentes Moleculares Puntos de fusión entre -272oC y 400oC Metálicos Puntos de fusión entre –39oC y 3400oC

Sólido cristalino cuarzo (SiO2)

Sólido Amorfo vidrio de cuarzo (SiO2)

ESTADO SÓLIDO Tipo de Sólido Partículas Propiedades Ejemplos Molecular Átomos o moléculas Muy blandos, puntos de fusión bajos a moderadamente altos, cond. térmica y eléctrica pobre Argón, metano, azúcar, hielo, hielo seco. Covalente (red) Átomos conectados en red de enlaces covalantes Muy duros, puntos de fusión muy altos, cond. térmica y eléctrica pobre Diamante, cuarzo Iónico Iones positivos y negativos Duros y quebradizos, puntos de fusión altos, cond. térmica y eléctrica pobre Cloruro de sodio, NaCl Metálico Átomos De blandos a muy duros, puntos de fusión de bajos a altos, cond. térmica y eléctrica excelente, maleables y dúctiles. Todos los elementos metálicos

CRISTALES Se conocen 7 tipos de celdas unitarias con las que se pueden describir los cristales y 14 formas en las que los átomos se pueden acomodar en estas celdas unitarias y que son las 14 redes de Bravais.

El punto de ebullición de un líquido y el punto de fusión de un sólido, caracterizan a estos estados de la materia, pero como se ha visto, dependiendo de la presión, un líquido o un sólido puede presentar varios puntos de ebullición o de fusión.

Para determinar cuales serán los valores de temperaturas de fusión a diferentes presiones, además de conocer el estado físico a cierta presión y temperatura se diseñó el DIAGRAMA DE FASES, que son regiones de coexistencia entre las fases sólido, líquido vapor en una gráfica de temperatura contra presión para una sustancia.

PUNTO TRIPLE: es el punto de temperatura y presión en el cual coexisten las tres fases, sólido, líquido y gas, de una sustancia. PUNTO CRÍTICO: es el punto de temperatura y presión máximos en el cual pueden coexistir dos fases.

REGLA DE LAS FASES En química y termodinámica, la regla de las fases de Gibbs describe el número de grados de libertad (L) en un sistema cerrado en equilibrio, en términos del número de fases separadas (F), el número de componentes químicos (C) del sistema y N el número de variables no composicionales (por ejemplo; presión o temperatura). Esta regla establece la relación entre esos 4 números enteros dada por: Los grados de libertad (L) son las variables intensivas independientes por la que está definido un sistema termodinámico

PROBLEMAS Calcular el número de grados de libertad que definen un sistema compuesto por sacarosa sólida en equilibrio con una disolución acuosa de sacarosa. Calcular el número de grados de libertad para una mezcla gaseosa de N2, H2 y NH3 que no reaccionan entre si. La misma mezcla gaseosa N2, H2 y NH3 de pero en este caso añadimos catalizador para que se produzca la reacción: 1. L=2 2. L=4 3. L=3