estados de la materia y cambios de fase

GasDesorden total; grandes distan-cias entre moléculas; mucho es-pacio vacío; completa libertad de movimiento

LíquidoDesorden parcial; moléculas muy juntas; poco espacio vacío; moléculas o agregados libres de moverse

Sólido cristalinoOrdenamiento de partículas (moléculas o iones) ubicadas en posiciones fijas; partículas muy juntas; sólo vibraciones

Fluido compresibleFluido incompresibleCuerpo incompresible y rígido

Enfriar

Calentar

Enfriar o comprimir

Calentar o reducir presión

sublimación

fusión evaporación

congelación condensación

deposición

estados de la materia y cambios de fase

Tem

pera

tura

de

ebul

lició

n no

rmal

(ºC

)

Masa molar (g/mol) NaCl CsClCO2(s)

H2O(s) H2O(l)

grafito diamante

equilibrio líquido-vapor líquidos y sólidos

sólidos cristalinos y fuerzas intermoleculares

+ + ++ + ++ + +

+ + ++ +

+ + +

Sólidos molecularesFuerzas de van der Waals, puente hidrógenoPunto de fusión menor que 300ºC: H2O, 0ºC; CO2, -78ºC

Sólidos iónicosUnión iónica (algunas sales poseen fuerte carácter covalente)Punto de fusión alto (en especial iones pequeños y de alta carga)

Sólidos covalentesUnión covalentePuntos de fusión muy altos

Sólidos metálicosMetales y aleaciones; alta conductividad eléctrica y térmicaPuntos de fusión mayores para elementos de transición centrales

100ºC

1 bar

100ºC

1 bar

60ºC

0,2 bar

60ºC

1 bar

equilibrio líquido-vapor

-6.0

-4.0

-2.0

0.0

0.0025 0.0030 0.0035

(T / K)-1

ln (P

/ ba

r)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0 50 100

T / oC

P /

bar

60

ln P = ln A - B / T

P = A exp(- B / T)

ecuación de Clausius-Clapeyron

0 = ∆Gvap = ∆Hvap - T∆Svap (P y T constantes)

∆Svap(P1) = ∆Hvap / T1

R ln (P2/P1) = − ∆Hvap (1/T2 − 1/T1)

∆Svap(P2) − ∆Svap(P1) ≈ Svap(P2) − Svap(P1)

= − R ln (P2/P1)

∆Svap(P2) = ∆Hvap / T2

ln P = ln A - B / T → B = ∆Hvap / R

T

Q

Te

P y T constantes

T

P

Q

diagrama Presión-Temperatura

L

G

evaporacióncondensación

R ln (P2/P1) = − ∆Hvap (1/T2 − 1/T1)

S

Gsublimacióndeposición

R ln (P2/P1) = − ∆Hsub (1/T2 − 1/T1)

L

G

P/bar218

1

0.006

T/°C

punto crítico

punto triple

0.0

0.5

1.0

0 50 100T / oC

P / b

ar

0 0.0098 100 374

(273,15 K) (273,16 K)

SL

dP / dT = ∆Sfus / ∆Vfus → ∞

LS

fusióncongelación

Ecuación de Clapeyron

dP / dT = ∆Svap / ∆Vvap = ∆Hvap / T∆Vvap ≈ ∆Hvap / TVG

dP / dT ≈ ∆Hvap P / RT

→ ecuación de Clausius-Clapeyron

Ecuaciones de Clapeyron-Clausius

diagrama Presión-Temperatura

IhL

G

P / M

Pa

T / ºC

líquido

H2O

CO27367

5,111

P / b

ar

T / °C

líquido

vapor

sólido

− 78,2 31,1− 56,6 25,0

3,6 × 10−5

5,7 × 10−6

S

P / b

ar

1288

95,4 119 151T / °C

rómbico líquido

vapor

mono-clínico

regla de las fases

P

T

punto crítico(V = 0)

punto tripleS

L

G

1 fase(V = 2)

1 fase(V = 2)

1 fase(V = 2)

1 fase(V = 2)

2 fases

V = 1

2 fases

(V = 1)

2 fas

es

(V = 1)

3 fases(V = 0)

V = C – F + 2 – R

V = no. de variables indep.C = no. de componentes (1)F = no. de fases (1 a 3)R = no. de restricciones

(1 en el punto crítico)

LG

puntocrítico

P1

L

G

P

T

P1

T1

T1

P

V

P1T1

diagrama Presión-Volumen(diagrama de Andrews)

300,7°C 307,4°C 309,2°C

Punto crítico del benceno

http://jchemed.chem.wisc.edu/jcesoft/cca/CCA2/MAIN/BENZENE/CD2R1.HTM