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ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA
SÓLIDOS Y LÍQUIDOS
OBJETIVOS:
Diferenciar entre un sólido y un sólido cristalino
Obtener cristales y conocer los factores para una buena cristalización
Confeccionar empaquetamientos comunes haciendo uso de modelos
Determinar algunas propiedades de los sólidos cristalinos
Determinar algunas propiedades de los líquidos
EXPERIMENTO 1:
DIFERENCIA ENTRE “SÓLIDO AMORFO” Y “SÓLIDO CRISTALINO
FUNDAMENTO TEORICO:
Brea:
La brea o pez es un residuo de la pirolisis de un material orgánico o destilación de
alquitranes. Es sólida a temperatura ambiente y está constituida por una mezcla
compleja de muchos hidrocarburos de las siguientes clases: hidrocarburos
aromáticos policíclicos (HAP) (alquilo sustituidos, con el grupo ciclopentadieno,
parcialmente hidrogenados, heterosustituidos, con grupos carbonilo, etc.), oligoarilos
y ologoarilmetanos, compuestos policíclicos heteroaromáticos (benzólogos de pirrol,
furano, tiofeno y piridina). Las breas presentan un amplio intervalo de ablandamiento
en vez de una temperatura definida de fusión. Cuando se enfría el fundido las breas
solidifican sin cristalización.
Tipos de brea:
Brea de alquitrán de hulla: Es un residuo de la destilación o tratamiento térmico del
alquitrán de hulla. Están constituidas por mezclas complejas de numerosos HAP y
compuestos heterocíclicos.
Brea de petróleo: Son residuos del tratamiento térmico y destilación de distintas
fracciones del petróleo. En estas breas abundan los hidrocarburos aromáticos con
sustituyentes alquilo y grupos nafténicos.
Brea Vegetal o de Biomasa: Se obtienen a partir de alquitranes de origen vegetal
por procedimientos similares a los empleados en la obtención de breas de alquitrán
de hulla o petróleo.
Brea sintética: Se obtiene mediante “polimerización” de compuestos aromáticos
puros como el naftaleno, o mediante pirólisis de polímeros. Su estructura y
propiedades depende del compuesto de partida.
Brea de mesofase: La brea de mesofase es un material con las características de
un cristal líquido. Está formada por unas unidades básicas con forma de esfera que
poseen una estructura similar a la del grafito aunque la forma de apilamiento de los
planos grafíticos es muy diferente a la de éste. Se obtiene por diversos tratamientos
térmicos en los que partiendo de otras breas, con características adecuadas, se
consigue separar o concentrar la fracción rica en mesofase.
Plástico:
El término plástico en su significación más general, se aplica a las sustancias de
distintas estructuras y naturalezas que carecen de un punto fijo de ebullición y
poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y
flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones.
Sin embargo, en sentido restringido, denota ciertos tipos de materiales sintéticos
obtenidos mediante fenómenos de polimerización o multiplicación artificial de los
átomos de carbono en las largas cadenas moleculares de compuestos orgánicos
derivados del petróleo y otras sustancias naturales.
El plástico como invento se le atribuye a Leo Hendrik Baekeland que vendió el
primero llamado baquelita en 1909.
Los plásticos son sustancias que contienen como ingrediente esencial una
macromolécula orgánica llamada polímero. Estos polímeros son grandes
agrupaciones de monómeros unidos mediante un proceso químico llamado
polimerización.
De hecho plástico se refiere a un estado del material, pero no al material en sí: los
polímeros sintéticos habitualmente llamados plásticos, son en realidad materiales
sintéticos que pueden alcanzar el estado plástico, esto es cuando el material se
encuentra viscoso o fluido, y no tiene propiedades de resistencia a esfuerzos
mecánicos.
PROCEDIMIENTO:
1. FUSION DE UN “SÓLIDO AMORFO”:
Para realizar este experimento se necesito los siguientes materiales:
Lamina de lata.
Trípode.
Un mechero.
Plástico.
A continuación introducimos el plástico dentro de lámina de lata y colocamos el
conjunto sobre la trípode; inmediatamente después lo calentamos suavemente hasta
obtener el siguiente resultado.
1.2. FUSIÓN DE UN SOLIDO CRISTALINO:
Necesitamos los siguientes materiales:
Tubo capilar (que contendrá naftalina).
Termómetro.
Una liga.
Tubo de ensayo.
Soporte universal.
El tubo capilar debe contener naftalina en su interior para lo cual lo introducimos en
el frasco que contiene naftalina, enseguida, con ayuda de la liga, lo sujetamos al
termómetro. Todo este conjunto ira en el tubo de ensayo y será expuesto a fuego
con temperatura de 80º a 88º C. y luego de eso se podrá obtener lo siguiente:
OBSERVACIONES:
El proceso de fundición de los tres sólidos se da en intervalos de tiempo
diferentes.
La brea empezó a fusionarse a los 3 min (aprox.) después de ser sometido a la
llama, a una temperatura de 40 °C aprox.
El plástico empezó a fusionarse a los 2 min (aprox.) después de ser sometido a la
llama, a una temperatura de 30° C aproximadamente.
La naftalina empieza a fusionarse a una temperatura de 85 °C aprox. Es
expulsada del tubo capilar en forma de una gota.
CONCLUSIONES:
En esta experiencia se aprecia la propiedad de punto de fusión no definida de los
sólidos amorfos, pues conforme se llega a una determinada temperatura el sólido
amorfo empieza a fusionarse en parte, mientras se aumenta la temperatura sigue
la fusión.
Además se comprueba el punto de fusión definido de los sólidos cristalinos ya que
cuando llega a cierta temperatura el sólido comienza a ganar calor para pasar al
estado líquido.
EXPERIMENTO 2:
PROPIEDADES DE LOS SÓLIDOS CRISTALINOS
PROCEDIMIENTO:
Higroscopia:
Es la capacidad de algunas sustancias de absorber o ceder humedad al
medioambiente. También es sinónimo de higrometría, siendo esta el estudio de la
humedad, sus causas y variaciones (en particular de la humedad atmosférica).
Son higroscópicos todos los compuestos que atraen agua en forma de vapor o de
líquido de su ambiente, por eso a menudo son utilizados como desecantes.
Algunos de los compuestos higroscópicos reaccionan químicamente con el agua
como los hidruros o los metales alcalinos. Otros lo atrapan como agua de hidratación
en su estructura cristalina como es el caso del sulfato sódico. El agua también puede
adsorberse físicamente. En estos dos últimos casos, la retención es reversible y el
agua puede ser desorbida. En el primer caso, al haber reaccionado, no se puede
recuperar de forma simple.
Algunos ejemplos de los compuestos higroscópicos más conocidos son:
Cloruro cálcico (CaCl2)
Hidróxido de Sodio (NaOH)
Ácido sulfúrico (H2SO4)
Sulfato de cobre(CuSO4)
Pentóxido de fósforo (P2O5 o más correctamente P4O10)
Silica gel
Miel.
Delicuescencia:
Es la propiedad que algunas sustancias sólidas tienen de absorber la humedad del
aire y de disolverse en ella. Tiene lugar cuando se forma una disolución saturada
con una presión de vapor inferior a la del agua en el aire.
La delicuescencia es debida a que el sólido se disuelve en la humedad que se
condensa en su superficie, dando lugar a una capa muy fina de una disolución muy
concentrada, y cuya presión de vapor es muy baja. Para que la presión de vapor de
esta disolución pueda igualar la presión parcial del vapor de agua del aire, el sólido
absorbe más agua. Este proceso continúa hasta que toda la masa del sólido se
disuelve. El cloruro de calcio y el hidróxido de sodio son ejemplos de sólidos
deslicuescentes.
Sublimación:
La sublimación (del latín sublimāre) o volatilización es el proceso que consiste en el
cambio de estado de la materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado
líquido o viceversa. Se puede llamar de la misma forma al proceso inverso, el paso
directo del estado gaseoso al estado sólido, pero es más apropiado referirse a esa
transición como sublimación inversa. Un ejemplo clásico de sustancia capaz de
sublimarse es el hielo seco.
Sublimación (separación de mezclas)
Cambio de una sustancia del estado sólido al vapor sin pasar por el estado líquido.
Algunas de las moléculas de un sólido pueden vibrar muy rápidamente, vencer las
fuerzas de cohesión y escapar como moléculas gaseosas al espacio libre.
Inversamente, al chocar estas moléculas gaseosas contra la superficie del sólido,
pueden quedar retenidas, condensándose el vapor. El equilibrio que tiene lugar
cuando la velocidad de sublimación y la de condensación son iguales se caracteriza
por una presión de vapor que depende de la naturaleza del sólido y de la
temperatura. Progresiva: gas - solido Regresiva: solido – gas Aplicación industrial:
medicina, fotografía y fabricación de tintes y agentes oxidantes
El fenómeno de sublimación progresiva
Los sólidos tienen presiones de vapor características, que oscilan con la temperatura
como sucede con líquidos. Acrecentando la temperatura, aumenta también la
presión de vapor del sólido. El suceso de la estabilización de un sólido con vapor
saturado, que varía su presión con la temperatura, a esa inflexión se llama curvatura
de sublimación. Se determina como sublimación el indicar la conversión directa
sólido-vapor, sin la intervención líquida. Por ejemplo, la purificación del yodo, azufre,
naftaleno o ácido benzoico resultan muy viable por sublimación, debido a que las
presiones de vapor de estos sólidos tienen valores bastante elevados.
Los olores característicos de muchas sustancias sólidas, como las nombradas, son
debidos a que estas sustancias tienen una presión de vapor apreciable a
temperatura ambiente. Otro ejemplo es el más común para ilustrar sublimación es a
través de hielo seco, que es el nombre común que se le da al CO2 congelado.
Cuando el hielo seco se expone al aire, éste se comienza a sublimar, o a convertirse
en vapor. Esto le pasa al hielo seco porque a temperatura ambiente el gas
congelado prefiere ser gas y no sólido congelado.
El fenómeno de sublimación regresiva o inversa (deposición)
Es el proceso inverso a la sublimación progresiva, es decir, el paso directo de gas a
sólido. Por ejemplo, cuando se producen vapores al calentarse cristales de yodo y
luego se pone sobre ellos un objeto que está muy frío; entonces, los vapores se
transformarán nuevamente en cristales de yodo. Históricamente la palabra
sublimado se refirió a las sustancias formadas por deposición a partir de «vapores»
(gases), como el «sublimado corrosivo», cloruro mercúrico, formado por alteración
de los calomelanos cristalizado obtenido durante las operaciones alquímicas.
Cualquier sustancia pura puede sublimarse, esto debido a condiciones de presiones
superiores y temperaturas inferiores a la que se produce dicha transición. En la
naturaleza la sublimación inversa se observa en la formación de la nieve o de la
escarcha. Las partículas partiendo de las cuales se produce la acreción o
acrecimiento planetario, se forman por sublimación inversa a partir de compuestos
en estado gaseoso originados en supernovas.
Este proceso también es conocido como deposición.
PROCEDIMIENTO:
2.1 ABSORCION DEL AGUA
HIGROSCOPIA
Tendremos que tener:
Una luna de reloj.
Sulfato de cobre puro anhídrido.
Solo pondremos el sulfato sobre la luna de reloj y transcurrido una hora se verá lo
siguiente:
DELICUENSCENCIA
Utilizaremos:
Una luna de reloj.
Hidróxido de sodio.
Al igual que el experimento anterior, dejaremos, en este caso, el hidróxido sobre la
luna de reloj.
2.2 SUBLIMACION
Necesitaremos lo siguiente:
1 gramo de yodo.
Tubo de ensayo.
Un vaso con agua.
Un mechero.
A continuación pondremos a calentar el vaso (con 250 ml de agua) alrededor de 2
minutos. Enseguida introducimos el tubo de ensayo con 1 gramo de yodo. Y el
resultado final es el siguiente:
OBSERVACIONES:
El sulfato de cobre anhidro es un cristal blanco antes de la exposición al
ambiente.
Después de una 1 hora a la exposición al ambiente el sulfato de cobre anhidro
forma un cristal de color azul.
El NaOH tiene la forma de lentejas.
El NaOH reacciona con la humedad del ambiente, el líquido se forma en la
superficie del NaOH.
El yodo puro tiene un brillo metálico y es sólido.
Se observa que al pasar al estado gaseoso el vapor de yodo se torna de color
violeta.
En la base del recipiente existe la formación de cristales brillosos.
El color del vapor del yodo adherido al recipiente a medida que pasa al tiempo
comienza a desaparecer con el tiempo.
CONCLUSIONES:
El sulfato de cobre anhidro absorbe humedad del ambiente para formar sulfato de
cobre pentahidratado (CuSO4.5H2O)
El NaOH es sólido que debido a su propiedad de delicuescencia absorbe la
humedad que el ambiente contiene.
El yodo puro puede pasar directamente del estado sólido al estado gaseoso con
un aumento de su temperatura a una presión normal.
El desvanecimiento del color del vapor de yodo en el tiempo se debe a que el
yodo empieza a condensar.
EXPERIMENTO 3:
OBTENCIÓN DE DE SÓLIDOS CRISTALINOS
FUNDAMENTO TEÓRICO:
Cristalización:
La cristalización es el proceso por el cual se forma un sólido cristalino, ya sea a
partir de un gas, un líquido o una disolución. La cristalización es un proceso que se
emplea en química con bastante frecuencia para purificar una sustancia sólida. Se
han desarrollado diferentes técnicas al respecto:
Enfriamiento de una disolución de concentración baja
Si se prepara una disolución concentrada a alta temperatura y se enfría, se forma
una disolución sobresaturada, que es aquella que tiene, momentáneamente, más
soluto disuelto que el admisible por la disolución a esa temperatura en condiciones
de equilibrio. Posteriormente, se puede conseguir que la disolución cristalice
mediante un enfriamiento controlado. Esencialmente cristaliza el compuesto
principal, y las aguas madre se enriquecen con las impurezas presentes en la
mezcla inicial al no alcanzar su límite de solubilidad.
Para que se pueda emplear este método de purificación debe haber una variación
importante de la solubilidad con la temperatura, lo que no siempre es el caso. La sal
marina (NaCl), por ejemplo, tiene una solubilidad de unos 35 g /100 ml en el
intervalo de temperaturas comprendido entre 0 y 100 ºC, lo que hace que la
cristalización por cambio de temperatura sea poco importante, no así en otras sales,
como KNO3. Cuanto mayor sea la diferencia de solubilidad con la temperatura, se
pueden obtener mayores rendimientos. A escala industrial, estas operaciones
pueden además incluir procesos de purificación complementarios como el filtrado, la
decantación de impurezas, etc. Luego de hacer este procedimiento el material queda
totalmente puro
El método de purificación debe hacer una variación de la solubilidad con la
temperatura lo que siempre es el caso.
El sulfato de cobre (II), también llamado sulfato cúprico (CuSO4), vitriolo azul, piedra
azul o caparrosa azul, es un compuesto químico derivado del cobre que forma
cristales azules, solubles en agua y metanol y ligeramente solubles en alcohol y
glicerina. Su forma anhídrica (CuSO4) es un polvo verde o gris-blanco pálido,
mientras que la forma hidratada (CuSO4·5H2O) es azul brillante.
Puesto que está disponible comercialmente, el sulfato de
cobre se compra, no se prepara generalmente en el
laboratorio. Esto se logra de forma industrial por la
acción del ácido sulfúrico en una variedad de
compuestos de cobre (II), tales como Óxido de cobre (II)
y de carbonato del cobre. Tales reacciones se
consideran reacciones redox u oxidación-reducción.
La más común de sus producciones, es la precipitación de
sulfato pentahidratado por sobre saturación con ácido sulfúrico, a partir de
soluciones concentradas de cobre provenientes de lixiviación de minerales oxidados
de cobre, también en medio sulfato, En el tratamiento de aguas es usado como
alguicida, y tiene numerosas aplicaciones: fabricación de concentrados alimenticios
para animales, abonos, pesticidas, mordientes textiles, industria del cuero,
pigmentos, baterías eléctricas, recubrimiento galvanizados (recubrimientos de cobre
ácido por electroposición), sales de cobre, medicina, preservantes de la madera,
procesos de grabado y litografía, Reactivo para la flotación de menas que contienen
Zinc, industria del petróleo, caucho sintético, industria del acero, tratamiento del
asfalto natural, colorante cerámico.
PROCEDIMIENTO:
3.1 A PARTIR DE UNA SOLUCION ACUOSA SOBRESAURADA.
Los instrumentos a utilizar son:
Tubo de ensayo.
Sulfato de cobre.
Caja petri.
Papel filtro.
Escarbadientes.
En el tubo de ensayo llenaremos el sulfato de cobre estado sólido y luego lo
pondremos a fuego lento. Vertimos esa solución acuosa en la caja petri. Dejado
largo tiempo se formaran cristales. Mediante una lupa se podrá apreciar lo siguiente:
Al añadir sulfato de cobre, los cristales empiezan a aumentar de tamaño y se
observa esto:
Si seguimos añadiéndole más sulfato de cobre el resultado es impresionante y se
puede apreciar la forma “ROMBICA” de los cristales:
OBSERVACIONES:
A medida que la solución de CuSO4 se calienta es necesario ir agitando el tubo en
que se encuentra la solución para acelerar el proceso de disolución.
La aparición de los cristales se dio luego de varios minutos, primero aparecieron
pequeñas manifestaciones de los sólidos luego se pudo observar con mayor
claridad la geometría del sólido con una estructura definida, mostrando así ser del
tipo cristalino.
Para que se dé una adecuada cristalización es necesario tener en cuenta que la
solución se encuentre sobresaturada, que el enfriamiento se dé lento sin tener
contacto con el ambiente, por ello la caja Petri debe estar cerrada, el sistema
debe estar aislado no debe haber ningún tipo de perturbación del exterior.
CONCLUSIONES:
El tamaño de los cristales depende de la concentración de la solución que se
trata.
Los cristales obtenidos presentan la fórmula. CuSO4.5H2O
La geometría que presentan los cristales formados es romboédrica.
EXPERIMENTO 4:
CONFECCIONES DE LOS MODELOS DE CELDAS UNIARIAS DE
EMPAQUETAMIENTOS MAS COMUNES.
FUNDAMENTO TEÓRICO:
Estructura a (r)Número de
coordinación
Factor de
empaquetamientoEjemplos
Cúbica
simple
(CS)
a = 2r 6 0,52 ---
Cúbica
centrada
en el
cuerpo
(CCI)
a =
4r/√38 0,68
Fe, Ti, W,
Mo, Nb,
Ta, K, Na,
V, Cr, Zr
Cúbica
centrada
en las
caras
(CCC)
a =
4r/√212 0,74
Cu, Al,
Au, Ag,
Pb, Ni, Pt
Hexagonal
compacta
(HC)
a = 2r
c/a =
1,633
a
12 0,74
Ti, Mg,
Zn, Be,
Co, Zr, Cd
PROCEDIMIENTO:
4.1 EMPAQUETAMIENTO CUBICO SIMPLE.
Tiene el siguiente aspecto:
4.2 EMPAQUETAMIENTO CUBICA DE CUERPO CENTRADO.
Es de este modelo:
4.3 EMPAQUETAMIENTO CUNICO DE CARA CENTRADA.
4.4 EMPAQUETAMIENTO HEXAGONAL COMPACTO.
OBSERVACIONES:
La celda unitaria del empaquetamiento cúbico simple presenta una esfera en su
interior. Su línea principal es la arista.
La celda unitaria del empaquetamiento cúbico de cuerpo centrado presenta dos
esferas. Su línea principal es la diagonal del cubo.
La celda unitaria del empaquetamiento cúbico de cara centrada presenta cuatro
esferas. Su línea principal es la diagonal de una las caras del cubo.
CONCLUSIONES:
Cuando el número de átomos aumenta en una celda unitaria, menor es el espacio
entre dichos átomos.
Cuanto más compacto es el empaquetamiento cúbico más estable es la molécula
que presenta dicho empaquetamiento.
EXPERIMENTO 5:
DETERMINACIÓN DE LA TEMPERAURA DE EBULLICION DEL ALCOHOL
ETILICO.
FUNDAMENTO TEÓRICO:
Punto de Ebullición:
El punto de ebullición de un compuesto químico es la temperatura que debe
alcanzar éste para pasar del estado líquido al estado gaseoso; para el proceso
inverso se denomina punto de condensación. La definición exacta del punto de
ebullición es la temperatura a la cual la presión de vapor iguala a la presión
atmosférica. Por ejemplo, a nivel del mar la presión atmosférica es de 1 atm. o 760
mlHg, el punto de ebullición del agua a esta presión será de 100°C porque a esa
temperatura la presión de vapor alcanza una presión de 1 atm.
La temperatura de una sustancia o cuerpo es una medida de la energía cinética de
las moléculas. A temperaturas inferiores al punto de ebullición, sólo una pequeña
fracción de las moléculas en la superficie tiene energía suficiente para romper la
tensión superficial y escapar.
Al llegar al punto de ebullición la mayoría de las moléculas es capaz de escapar
desde todas partes del cuerpo, no solo la superficie. Sin embargo, para la creación
de burbujas en todo el volumen del líquido se necesitan imperfecciones o
movimiento, precisamente por el fenómeno de la tensión superficial.
La temperatura se mantiene constante durante todo el proceso de ebullición, y el
aporte de más energía sólo produce que aumente el número de moléculas que
escapan del líquido. Este hecho se aprovecha en la definición de la escala de
temperatura en grados centígrados.
Un líquido puede calentarse pasado su punto de ebullición. En ese caso se dice que
es un líquido sobrecalentado. En un líquido súpercalentado, una pequeña
perturbación provocará una ebullición explosiva. Esto puede ocurrir, por ejemplo, al
calentar agua en un recipiente liso (por ejemplo Pyrex) en un microondas. Al echar
azúcar en esta agua sobrecalentada, el contenido completo puede ebullir en la cara
del usuario, causando quemaduras.
El punto de ebullición depende de la masa molecular de la sustancia y de el tipo de
las fuerzas intermoleculares de esta sustancia. Para ello se debe determinar si la
sustancia es covalente polar, covalente no polar, y determinar el tipo de enlaces
(dipolo permanente - dipolo permanente, dipolo inducido - dipolo inducido o puentes
de hidrógeno)
En cualquier líquido, su punto de ebullición se alcanza cuando su presión de vapor
se iguala a la presión atmosférica, ya que en esas condiciones se puede formar
vapor en cualquier punto del líquido.
PROCEDIMIENTO:
Para realizar este último experimento necesitaremos de estos materiales:
Un tubo de ensayo.
2.5 ml de alcohol etílico.
Tubo capilar.
Termómetro.
Liga de jebe.
Un vaso de 250 cm3 de capacidad.
Un mechero.
Rejilla de asbesto.
Soporte universal.
Vertimos el alcohol etílico en el tubo de ensayo, luego lo sujetamos, mediante una
liga, al termómetro. Este conjunto debe ser sujetado en el soporte universal de modo
que este quede a 1 cm por encima de la base del vaso. Luego se caliente en el
mechero tras colocar el trípode. La temperatura, que se indicara en el termómetro,
debe de señalar 90 a 93 grados centígrados. En este instante, se debe de mover el
agua con la rejilla de asbesto y se calentara así suavemente el tubo capilar con el
alcohol etílico en su interior. Luego burbujeara el alcohol señalando que ha pasado a
estado gaseoso como se muestra en la figura.
OBSERVACIONES:
Se observa que mientras se da calor al sistema del tubo capilar sale una corriente
de burbujas, cuando se le retira el mechero la corriente de burbujas empieza a ser
cada vez menos intensa.
Cuando sale la última burbuja se lee la temperatura del termómetro, la cual nos
indica el punto de ebullición del alcohol etílico.
Temperatura de ebullición del alcohol etílico experimental: 82°C
Temperatura de ebullición del alcohol etílico teórico: 78,5 °C
CONCLUSIONES:
El punto de ebullición de un líquido se da cuando la presión de vapor dentro del
capilar se iguala a la presión externa.
Comparando la temperatura de ebullición del alcohol etílico experimental con la
teórica vemos que no es mucho el error (4.46), por eso concluimos que el
proceso que usamos es válido para hallar el punto de ebullición de otros líquidos.
CUESTIONARIO:
1.-DEFINIR LOS TÉRMINOS:
HIGROSCOPIA: es la capacidad de algunas sustancias de absorber o ceder
humedad al medioambiente. También es sinónimo de higrometría, siendo esta
el estudio de la humedad, sus causas y variaciones (en particular de la
humedad atmosférica).
DELICUESCENCIA: Los materiales delicuescentes son sustancias (en su
mayoría sales) que tienen una fuerte afinidad química por la humedad y que
absorben cantidades relativamente altas de agua si son expuestos a la
atmósfera, formando una solución líquida. Ejemplos de sustancias
delicuescentes son: cloruro de calcio, cloruro férrico, cloruro de magnesio,
cloruro de zinc, carbonato de potasio, hidróxido de potasio y el hidróxido de
sodio.
DELICUESCENCIA DE HIDROXIDO DE SODIO:
SUBLIMACION: La o volatilización es el proceso que consiste en el cambio
de estado de la materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado
líquido. Se puede llamar de la misma forma al proceso inverso; es decir, el
paso directo del estado gaseoso al estado sólido, pero es más apropiado
referirse a esa transición como sublimación inversa o cristalización; ocurre en
las geoditas. Un ejemplo clásico de sustancia capaz de sublimarse es el hielo
seco.
YODO SUBLIMANDOSE:
SOLIDO AMORFO: El sólido amorfo es un estado sólido de la materia, en el
que las partículas que conforman el sólido carecen de una estructura
ordenada. Estos sólidos carecen de formas y caras bien definidas.
DIAGRAMA MOLECULAR DEL VIDRIO (SIO2) EN SÓLIDO AMORFO:
SOLIDO CRISTALINO: los sólidos cristalinos son aquellos cuyos átomos
están dispuestos de manera regular y ordenada formando redes cristalinas.
DIAGRAMA MOLECULAR DEL CUARZO (SIO2) EN RED CRISTALINA:
ANISOTROPIA: La anisotropía es la propiedad general de la materia según la
cual determinadas propiedades físicas, tales como: elasticidad, temperatura,
conductividad, velocidad de propagación de la luz, etc. varían según la
dirección en que son examinadas. Algo anisótropo podrá presentar diferentes
características según la dirección.
Una lámpara de plasma, mostrando las características anisótropas de
los plasmas, en este caso, el fenómeno de "filamentación".
ISOTROPIA: Las sustancias isotrópicas presentan siempre el mismo
comportamiento independientemente de la dirección, mientras que en las
anisotrópicas las propiedades varían con la dirección. En el caso de la luz, los
cristales anisótropos presentan distintos valores de sus índice de refracción
en función de la dirección en que vobre la luz al atravesar el cristal.
POLIMORFISMO: En ciencia de los materiales y en mineralogía, capacidad
de un material sólido de existir en más de una forma o estructura cristalina,
todas ellas con la misma composición de elementos químicos. Por ejemplo, el
diamante y el grafito son polimorfos del carbono. La α-ferrita, la austenita y la
δ-ferrita son polimorfos del hierro. Cuando esta propiedad se da en
compuestos formados por un único elemento se denomina también alotropía.
ALOTROPIA: es la propiedad que poseen determinados elementos químicos
de presentarse bajo estructuras moleculares diferentes, como el oxígeno, que
puede presentarse como oxígeno atmosférico (O2) y como ozono (O3).
ESTRUCTURAS DEL DIAMANTE Y DEL GRAFITO
PUNTO DE FUSION: el punto de fusión es la temperatura a la cual la materia
pasa de estado sólido a estado líquido es decir se funde.
PUNTO DE EBULLICION: El punto de ebullición es aquella temperatura en la
cual la materia cambia de estado líquido a gaseoso. Expresado de otra
manera, en un líquido, el punto de ebullición es la temperatura a la cual la
presión de vapor del líquido es igual a la presión del medio que rodea al
líquido. En esas condiciones se puede formar vapor en cualquier punto del
líquido.
PRESION DE VAPOR DE SOLIDOS Y LIQUIDOS: La presión de vapor o
más comúnmente presión de saturación es la presión de la fase gaseosa o
vapor de un sólido o un líquido sobre la fase líquida, para una temperatura
determinada, en la que la fase líquida y el vapor se encuentran en equilibrio
dinámico; su valor es independiente de las cantidades de líquido y vapor
presentes mientras existan ambas. Este fenómeno también lo presentan los
sólidos; cuando un sólido pasa al estado gaseoso sin pasar por el estado
liquido (proceso denominado sublimación o el proceso inverso llamado
deposición o sublimación inversa) también hablamos de presión de vapor.
GRAFICO DE LA PRESION DE VAPOR DEL AGUA:
TIPO DE CRITAL
IONICO COVALENTE MOLECULAR METÁLICO
PARTICULAS QUE OCUPAN LOS NUDOS DE LA RED CRISTALINA
cationes y aniones
átomos neutros
moléculas cationes metálicos rodeados por el mar de electrones
TIPO DE ENLACE QUIMICO
Enlace iónico Enlace covalente
Enlaces intermoleculares
Enlaces metálicos
EJEMPLOS NaCl; CaBr2 ; KI, CaO; K2O; K2SO4
H2O (s), I2, S8, C10 H8
(naftaleno) C12H22O11 (sacarosa)C6H12O6 (glucosa)Gases: H2; O2; N2; NH3; HF
C (diamante), SiO2 (cuarzo); SiC (carborundo)
Al, Na, Ca, Fe, Cu, Au; Ag
CARACTERÍSTICAS
Forman redes cristalinas de gran
En condiciones ordinarias pueden ser
Los más duros de todos los sólidos como consecuencia
Los valores más altos de puntos de fusión
estabilidad. la disolución de los compuestos iónicos produce la disociación iónica de éstos. duros, frágiles y quebradizos.
gases, líquidos o sólidos volátilessólidos muy blandospuntos de fusión y de ebullición bajos porque al fundir o hervir sólo se rompen las atracciones intermoleculares.
de la gran estabilidad de sus enlaces. no conducen la electricidad, ya que no tienen iones y sus electrones de valencia, claramente localizados, carecen de libertad de desplazamiento.
corresponden a los metales de las series de transición. densidades elevadas, debido a sus estructuras compactas. buenas propiedades mecánicas: tenaces, dúctiles y maleables.
2. MEDIANTE UN CUADRO, ESTABLEZCA LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS
SÓLIDOS: COVALENTES, IÓNICO, MOLECULAR, METÁLICO:
3.- DETERMINAR EL PORCENTAJE DE ERROR:
Etanol:
Temperatura de ebullición teórica: 78,5°C
Temperatura de ebullición experimental: 82°C
Porcentaje de error: 4.45%
Naftalina:
Temperatura de fusión teórica: 79.9°C
Temperatura de fusión experimental: 85°C
Porcentaje de error: 6.38%
Rendimiento: en el experimento solo se fusiono aproximadamente las 4/5 partes de
la naftalina, por lo tanto su rendimiento es de 80%
4.-DIAGRAMA DE FASES DEL CO2 Y EL H2O:
¿POR QUE LA CURVA DE FUSION SON DIFERENTES?
La pendiente de la curva es positiva para el CO2 porque la densidad del CO2 sólido
es mayor que la de CO2 líquido; en cambio en el H2O, la pendiente de dicha curva
(TA) es negativa, porque la densidad del hielo (agua solida) es menor que la de H2
O liquida.
5. TIPOS DE REDES ESPACIALES:
Las redes de Bravais son una disposición infinita de puntos discretos cuya
estructura es invariante bajo cierto grupo de traslaciones. En total existen 14 tipos de
redes de Bravais.
Sistema
cristalinoRedes de Bravais
triclínico
P
monoclínico
P C
ortorrómbico
P C I F
tetragonal
P I
romboédrico
(trigonal)
P
hexagonal
P
cúbico
P I F
6.- DESCRIBIR LA ESTRUCTURA DE:
LA SAL DE GEMA: Estructura cristalina cúbica de la sal
EL DIAMANTE: estructura ortorrómbica del diamante.
EL GRAFITO: estructura hexagonal.
EL SiO2: estructura romboédrica.
BIBLIOGRAFÍA:
“Laboratorio de Química”; Elmo Pajares, Sergio Ramírez Robles, Mario Garayar
Ávalos.
“Química”; Raymond Chang
“Química General”; Kenet W. Whitten, Kentt D. Cailet, Raymond E. Davis.
“Física II”; Alonzo Finn.
“Introducción a la Física del Estado Sólido”; Humberto Asmat.
“Física General”; Tipler - Mosca
“Química General”; Sergio - Pajares.
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