Estado líquido y las Fuerzas intermoleculares

Propiedades de los líquidos

La tensión superficial es la cantidad de energía requerida para dilatar o aumentar la superficie de un líquido por unidad de área.

Fuerzas intermoleculares

fuertes

Alta tensión

superficial

=

La tensión superficial es una medida de la fuerza elástica que existe en la superficie de un líquido.

Propiedades de los líquidos

Como consecuencia de los puentes de hidrógeno, el agua tiene una tensión superficial mucho mayor que otros líquidos.

Efectos de la tensión superficial

Propiedades de los líquidos (acción capilar)

Cohesión es la atracción intermolecular entre moléculas similares. (ej. Entre moleculas de agua).Adhesión es una atracción entre moléculas diferentes. (ej. Entre las moleculas de agua y las moleculas del vidrio)

Adhesión

Cohesión

Adhesión > cohesión Cohesión > Adhesión

Agua/vidrio mercurio/vidrio

Propiedades de los líquidos (acción capilar)Tension superficial

gDhr 2

1h

r

D

)m/s (9.8 gravedad

)(Kg/m liquido del densidad

(m) líquido de columna la de altura

(m)capilar tubodel radio

(N/m) lsuperficiatension

2

3

g

D

h

r

Propiedades de los líquidos (acción capilar)Tensión superficial

Calcular la altura, en cm, que ascenderá el agua en un capilar de 0,5 mm de radio.

D = 1g/cm3 γ = 0.070 N/m Respuesta: 2,86 cm

¿Cuál será la tensión superficial del alcohol cuya densidad es 0,8 g/cm³, si asciende mediante un capilar de 0,3 mm de radio hasta 2 cm?

Respuesta: 0.0235 N/m

Propiedades de los líquidos

Viscosidad es una medida de la resistencia de un líquido para fluir.

Cuanto mas viscoso un líquido, menor es su flujo.

aguaaceite

miel

Fuerzas intermoleculares

fuertes

Alta viscosidad

=

CAMBIOS DE FASES

Una fase es la parte homógenea de un sistema en contacto con otras partes del sistema pero separadas por una barrera bien definida.

2 Fases

Fase sólida = hielo

Fase líquida = agua

Ejemplo:Agua-hielo

Los cambios de fase, o las transformaciones de una fase a otra, se presentan cuando se agrega o quita energía

en forma de calor.

Los cambios de fase son cambios físicos que se distinguen porque cambia el orden molecular :

SÓLIDO LÍQUIDO GASEOSO

Mayor orden de las moléculas

Menor orden de las moléculas

Eva

pora

ción

Co

nde

nsa

ción

CAMBIOS DE FASELíquido - Gas

mayor desorden

menor desorden

H2O (l) H2O (g)

El punto de ebullición es la temperatura en la cual la presión de vapor (en equilibrio) de un líquido es igual a la presión externa.

Calor molar de vaporización (Hvap) es la energía requerida para vaporizar 1 mol de un líquido en su punto de ebullición.

P = presión de vapor

T = temperatura (K)

R = constante de gas (8.314 J/K•mol)

Ecuación de Clausius-Clapeyron

CRT

ΔH P vap

ln

Calor molar de vaporización (Hvap) es una medidad de la

intensidad de las fuerzas intermoleculares

Mayor Hvap = mayor fuerzas intermoleculares

Ecuación de Clausius-Clapeyron

P = presión de vapor

T = temperatura (K)

R = constante de gas (8.314 J/K•mol)

CRT

ΔH P vap

ln

Si se conoce el Hvap y la P de un líquido a una temperatura dada es posible determinar la presión de vapor del líquido a otro temperatura.

21

21

2

1 lnTT

TT

R

ΔH

P

P vap

P1 y P2 = presión de vapor 1 y 2

T1 y T2 = temperaturas 1 y 2

Ecuación de Clausius-Clapeyron para problemas de cambios

Calores molares de vaporización (Hvap) para varios líquidos

El éter dietílico es un líquido orgánico volatil y muy inflamable que se utiliza como disolvente. La presión de vapor del eter dietílico es 401 mmHg a 18 °C. calcule su presión de vapor a 32°C.

Respuesta: 656 mmHg

Aplicación de la Ecuación de Clausius-Clapeyron

La presion de vapor del etanol es 100 mmHg a 34.9°C. Cual es su presión de vapor a 63.5°C?

Respuesta: 369 mmHg

Un diagrama de fases resume las condiciones en las cuales una sustancia existe como sólido, líquido o gas.

Diagrama de fases del agua (H2O)

Punto triple del agua:0.006 atm

0.01 ºC

La temperatura crítica (Tc) es la temperatura por arriba de la cual un gas no puede licuarse, no importa cuán grande sea la presión aplicada.

La presión crítica (Pc) es la presión mínima que debe aplicarse para ocasionar licuefacción de un gas a la temperatura crítica (Tc) .

Diagrama de fases del dióxido de carbono (CO2)

A 1 atmCO2 (s) CO2 (g)

Punto triple del CO2:5.2 atm-57 ºC