GRADO 11

ESTADO LÍQUIDO Y SOLIDOS

Los líquidos:  están conformados por un conjunto de moléculas que están sujetas a fuerzas de atracción lo suficientemente fuertes para que permanezcan juntas, pero que son también lo suficientemente débiles para que dichas moléculas pueden deslizarse unas con otras, es decir, para que el líquido pueda fluir.

La magnitud de la fuerza de atracción intermolecular determina dos propiedades importantes de los líquidos:

VISCOSIDAD:

Todos los líquidos fluyen. Sin embargo, la facilidad de flujo está determinado por la magnitud de las fuerzas de atracción que existe entre las moléculas, las cuales hacen que se presenten cierta resistencia  a la fluidez, esta resistencia  recibe el nombre de viscosidad. Mientras mayor sea la atracción entre las partículas de un líquido, mayor es su viscosidad. Algunos líquidos, como los aceites, los jarabes,  son bastante viscosos, mientras que otros como el agua, gasolina, tienen bajas viscosidad y fluyen  con facilidad.

TENSION SUPERFICIAL:

 

Esta es la propiedad que explica porque cuando llenamos un vaso con  agua, esta pude sobre pasar el borde del vaso  sin que se derrame;  es también lo que permite que polvo e insectos permanezcan en la superficie de un charco o de una laguna sin hundirse, a pesar de ser más densos que el agua.

Una molécula dentro de un líquido está rodeada completamente por otras moléculas. Por tanto, experimenta atracciones esencialmente uniforme en todas direcciones. Una molécula de la superficie,  sin embargo tiene vecinas alrededor  y por debajo de ella, pero nuca por encima.

Como resultado de esto, las moléculas de la superficie experimentan fuerzas de atracción  desbalanceadas. Este desbalance  da como resultado un empuje o tirón que tiende a llevar la molécula hacia el interior del líquido, y crea  sobre la superficie el efecto de una membrana  delgada y tensa. En otras palabras, la superficie del líquido queda sujeta a una tensión, que se conoce como tensión superficial.

La tensión superficial es la que explica por qué los líquidos tienden a formar gotas esféricas, como cuando vemos caer la lluvia.

CAMBIOS DE ESTADO:

La vaporización puede producirse de dos maneras diferentes:

EVAPORIZACION:

Es el paso del estado líquido al gaseoso tiene lugar a cualquier temperatura, de modo más o menos lento y únicamente a través de la superficie libre del líquido sin que se observe ningún fenómeno en el interior del líquido

La evaporización es una de las propiedades más importantes de los líquidos. Al igual que en un gas, las moléculas de un líquido tiene diferentes valores de energía cinética, pero la energía cinética promedia de todas las moléculas es directamente proporcional a la temperatura absoluta.

Ejemplo en  una muestra de un líquido pueden existir moléculas de alta energía cinética, es decir, que se están moviendo (deslizándose) a gran velocidad. Si una de estas moléculas alcanza la superficie, es posible que logre vencer la atracción que ejercen las moléculas vecinas y escapen del líquido. Cuando esto sucede, decimos que la molécula ha entrado a la fase de vapor o gaseosa: se ha evaporado.

PRESION DE VAPOR DE LIQUIDOS

Cuando la evaporación de un líquido se produce en un recipiente  abierto, el volumen del líquido disminuye gradualmente hasta que haya desaparecido por completo. Simplemente,  a medida que se evapora, las moléculas se van difundiendo en la atmosfera.

Cuando un líquido se evapora en un recipiente cerrado, se establece un equilibrio entre las moléculas que escapan a la fase gaseosa y las que regresan a la fase liquida.

Generalmente, las colisiones con la superficie del líquido se traducen en que las moléculas de vapor retornan al seno líquido. En la colisión, dichas moléculas de vapor pierden parte de su energía;  este cambio de estado de vapor a líquido se denomina CONDENSACION.

A medida que aumenta el número de moléculas en la fase de vapor se incrementa también la probabilidad de que regresen a líquido, aquí que la velocidad de condensación se hace igual a la de evaporación.

Cuando ocurre en que en dos procesos opuestos se realizan a la misma velocidad, decimos que se ha establecido un EQUILIBRIO DINAMICO. Donde los procesos de evaporación – condensación alcanzan en cierto momento un estado de equilibrio.

El vapor que se recoge por encima del líquido ejerce presión, justamente como lo haría cualquier gas. Dicha presión se denomina PRESION DE VAPOR  DEL LIQUIDO. Desde el mismo momento en que el líquido empieza a evaporarse existe una presión de vapor, esta va aumentando a medida que crece la cantidad de vapor, hasta que finalmente se estabiliza cuando alcanza el equilibrio. Esta presión se conoce como PRESIÓN DE VAPOR EN EUILIBRIO

La presión de vapor en equilibrio es diferente para todos los líquidos y depende de la fuerza de atracción y la temperatura.

PUNTO DE EBULLICION 

Ebullición, es el paso del estado líquido al gaseoso cuando se realiza en todo el cuerpo del líquido mediante la formación de burbujas.

Dichas burbujas solo pueden formarse cuando la presión de vapor dentro de la burbuja es igual a la presión externa, que la opresión atmosférica si el recipiente esta destapado.

La ebullición de un líquido se realiza generalmente por calentamiento incrementándose su temperatura y, por tanto su presión de vapor. Se define como PUNTO DE EBULLION DE UN LIQUIDO. El punto de ebullición de un líquido depende del lugar donde se determine.

EN	DONDE LA PRESION ATMMOSFERICA ES	EL AGUA EBULLE
CARTAGENA	760 TORR	100ºC
MEDELLIN	640 TORR	96ºC
BOGOTA	560 TORR	92ºC

El punto de ebullición se alcanza cuando la presión de vapor del líquido iguala a  la presión a que está sometido el líquido, esto se  conoce como PRESION CONFINANTE

El punto de ebullición depende de la masa molecular de la sustancia y del 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 inducido o puentes de hidrógeno).

Estado sólido

Los sólidos se caracterizan por tener forma y volumen constantes. Esto se debe a que las partículas que los forman están unidas por unas fuerzas de atracción grandes de modo que ocupan posiciones casi fijas.

En el estado sólido las partículas solamente pueden moverse vibrando u oscilando alrededor de posiciones fijas, pero no pueden moverse trasladándose libremente a lo largo del sólido.

Las partículas en el estado sólido propiamente dicho, se disponen de forma ordenada, con una regularidad espacial geométrica, que da lugar a diversas estructuras cristalinas.

Sólidos Cristalinos

En este estado, las moléculas, átomos o iones están unidos por fuerzas relativamente intensas formando un todo compacto.

La mayor proximidad entre sus partículas permite que entren en juego, las fuerzas de enlaces que ordenan el conjunto, dando lugar a una red cristalina. En ellas las partículas ocupan posiciones definidas y sus movimientos se limitan a vibraciones en torno a los vértices de la red en donde se hallan. Por esta razón las sustancias sólidas poseen forma y volumen propio.

La mayor parte de los sólidos en la naturaleza se encuentran como cristalinos, aunque esa estructura ordenada no se refleje en una forma geométrica regular que se ve a simple vista: esto es debido a que con frecuencia están formados por un conjunto de pequeños cristales orientados de diferentes maneras, en una estructura poli cristalina.

Los componentes elementales de esta red cristalina pueden ser átomos, moléculas o iones de ahí que no se pueda hablar en general de la molécula de un cristal, sino mas bien de un retículo elemental o celdilla unidad, que se repite una y otra vez en una estructura periódica o red cristalina.

TIPOS DE SÓLIDOS CRISTALINOS

A) Sólidos iónicos

Características:

Son duros y a la vez frágiles

Punto de fusión: alto

Son malos conductores de electricidad, pero en sus disoluciones presentan conductividad elevada.

Ejemplo; la sal.

B) Sólidos formados por moléculas apolares

Características

Son blandos como corresponde a la debilidad de las fuerzas de interacción entre ellas( fuerzas de Van der Waals)

Punto de fusión: bajo, lo que indica que solo a bajas temperaturas la fuerzas ordenadoras del enlace pueden predominar sobre el efecto disgregador del calor.

Su conductividad electrica es extremadamente baja, debido a la ausencia de cargas libres

Ejemplos; Cl2, H2, y CO2

C) Sólidos formados por moléculas polares

Características

Poseen características intermedias entre los sólidos iónicos y los sólidos apolares

Ejemplos, H2O

D) Sólidos metálicos

Características

Poseen un enlace metálico con un gas de electrones externos compartido

Son buenos conductores de electricidad y calor

Son dúctiles y maleables

Punto de fusión: elevado

E) Sólidos Covalentes

Características

Están formados por una red tridimensional de enlaces atómicos fuertes que dan lugar a propiedades específicas

Punto de fusión; elevado

Escasa conductividad y extraordinaria dureza

Ejemplo; diamantes (carbono puro cristalizado).