TERMODINAMICA DE LOS CAMBIOS DE LA FASES DEL AGUA

Balance de materia y energía

•Fase Es una

forma homogénea en al que se presenta una sustancia.

Fase sólida Fase liquida Fase de vapor

La coexisten más de una fase denominada interfase, la cual es posible bajo condiciones de equilibrio

•Diagrama de fasesEs un mapa que nos muestra cual es la fase más estable a diferentes presiones

Información que podemos obtener de los diagramas de fase:

1. Conocer que fases están presentes a diferentes composiciones y temperaturas bajo condiciones de enfriamiento lento (equilibrio).

2. Averiguar la solubilidad, en el estado sólido y en el equilibrio, de un elemento (o compuesto) en otro.

3. Determinar la temperatura a la cual una aleación enfriada bajo condiciones de equilibrio comienza a solidificar y la temperatura a la cual ocurre la solidificación.

4. Conocer la temperatura a la cual comienzan a fundirse diferentes fases.

 

•Punto triple

Es un punto donde se encuentra los límites de tres fases. Para el agua el punto triple para las fases sólidas, líquidas y de vapor está a 4,6 Torr y 0.01, en este punto las tres fases coexisten en equilibrio dinámico y si llega a existir un cambio en la temperatura o la presión trae aparejada la perdida de una de las fases, este punto llega hacer por tanto muy fijo de cada sustancia y no puede alterarse cambiado las condiciones. El punto triple del agua se utiliza para definir el valor del kelvin; por definición hay exactamente 273,16 kelvin entre el cero

absoluto y el punto triple del agua. Como el punto de congelación normal del agua se encuentra a 0.01K por debajo del punto triple, O°C corresponde a 273.15K

El punto crítico es aquel límite para el cual volumen de un líquido es igual al de una masa igual de vapor, en la cual las densidades del líquido y del vapor en función de temperatura y se representan los resultados, puede determinarse la temperatura crítica a partir del punto de intersección de amabas curvas. La temperatura crítica de un gas es la temperatura máxima a la que puede licuarse; la presión crítica es la presión necesaria para licuar el gas a esa temperatura. Una tercera característica del punto crítico es el volumen crítico, que es el volumen que ocuparía un mol de gas a su temperatura y su presión críticas. Estas tres cantidades, la temperatura, presión y volumen crítico, se denominan constantes críticas de una sustancia.

•EntalpíaEs la cantidad de energía de un sistema termodinámico que este puede intercambiar con su entorno. Por ejemplo, en una reacción química a presión constante, el cambio de entalpia del sistema es el calor absorbido o desprendido en la reacción La entalpía H es igual a U + pV, donde U es la energía interna, p es la presión y V es el volumen. H se mide en julios. H = U + pV

Cuando un sistema pasa desde unas condiciones iniciales hasta otras finales, se mide el cambio de entalpía ( Δ H).ΔH = Hf – Hi

La entalpia recibe diferentes denominaciones según el proceso así la entalpia de reacción, entalpia de formación, entalpia de combustión, entalpia de disolución, entalpia de enlace etc.

ENTALPIA DE REACCIÓN:Es el calor absorbido o desprendido durante una reacción química, a presión constante.ENTALPÍA DE FORMACIÓN:Es el calor necesario para formar un mol de una sustancia, a presión constante y a partir de los elementos que la constituyen.Ejemplo:H2 (g) + ½ O2 (g) = > H2O + 68.3KcalCuando se forma una mol de agua (18 g) a partir de hidrogeno y oxígeno se producen 68.3 Kcal, lo que se denomina entalpía de formación del agua.ENTALPÍA DE COMBUSTIÓN:Es el calor liberado, a presión constante, cuando se quema un mol de sustancia.Ejemplo:CH4 (g) + 2O2 (g) => 2CO2 (g) + 2H2O (l) ΔH = -212.8 KcalLo que significa que cuando se queman 16 g de metano se desprenden 212.8 Kcal.

•Energía para cambio de fase del agua

Las transiciones entre las fases liquidas, sólidas y gaseosas suelen incluirse una cantidad de energía, en comparación con el calor especifico. Si a una masa de hielo, le añadimos calor a un ritmo constante, para que lo lleve a través de los cambios de fase, primero a líquido y luego a vapor , las energías necesarias para llevar a cabo los cambios de fase llamadas calor latente de fusión y calor latente de vaporización.

Conclusiones

Existen tres fases como son el líquido , sólido y gaseoso donde podemos graficar como van variando la relación entre la presión y la temperatura o el volumen y la temperatura mediante un diagrama de fase que nos va ayudar a tener una mejor visión como va a ir variando con aumento a la temperatura o disminución, en un diagrama de fase vamos a poder observar que existen un punto en el que posee las tres fases llamado punto triple, en donde si sube o baja la temperatura este deja de tener una fase , pero para que se dé una reacción se va a necesitar o desprender una energía calorífica llamada entalpia pero para llevarlo de un estado a otro bien puede que empleemos calor de fusión y calor latente.

Bibliografía

Atkins Jones, Principios de Química Los caminos del descubrimiento; Editorial Médica Panamericana; Tercera edición 2006 Pág. 289

http://www.monografias.com/trabajos17/calorimetria/calorimetria.shtml#ixzz2nb97oPO6

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/phase.html