FUERZAS INTERMOLECULARES: SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

Transcripción

1 Tensión Superficial. Universidad de Concepción Facultad de Ciencias Químicas Superficie del líquido: Película tensada Química General I () F.I. tiran a las molécs. de la superficie hacia abajo Unidad X parte 2 FUERZAS INTERMOLECULARES: SÓLIDOS Y LÍQUIDOS F.I. iguales en todas las direcciones Dr. Antonio Buljan Unidad 102 Líquido con γ pequeña. (p. ej.: acetona) Líquido con γ grande. (p. ej.: agua) Capilaridad: En el Hg F.c. > F.a. En el agua: F.c. < F.a. (El H2O trepa por las paredes del tubo) (menisco cóncavo) F.a. > F.c. líquido sube por el tubo espontáneamente. (menisco convexo) H2O Hg 5 6

2 Viscosidad (η). 7 Dr. Antonio Buljan Unidad celda unitaria: Unidad estructural repetitiva básica de un sólido cristalino. Estructura cristalina del hielo. Punto reticular. Celda unitaria Arreglo 3D del cristal Punto reticular: Posición de un átomo, ion o molécula. En los metales, cada punto reticular es un átomo. 9 Cristales Iónicos 10 Porque los cristales iónicos son frágiles? El cristal se rompe! 11 12

3 Diamante Otros ejemplos de cristales covalentes reticulares: Diamante: muy durotfusión = 3550ºC. SiO2 GaAs C sp3 forman red de tetraedros unidos por los vértices. Enlaces C-C son covalentes (muy fuertes). 13 Cristales Covalentes Moleculares. 14 Un caso especial: El grafito. C 3.35 Å SF6(s) CO2(s) Grafito Otros ejemplos: sp2 2pz1 (deslocalizado) El electrón se deslocaliza en toda la capa de grafito. El grafito es un conductor eléctrico. Entre las capas hay F. de vdw (dispersión) Hielo, H2O(s) Azúcar, C12H22O11(s) Naftaleno, C10H8 Espacio de vdw Las capas se pueden deslizar entre si Grafito tiene textura grasosa (lubricante no líquido) Sólidos amorfos (no cristalinos). Enlace metálico 17 Ej.: Vidrio común: 75% SiO2 15% Na2CO3 10% CaCO3 Pyrex: 60-80% SiO2, 10-25% B2O3, 5% Al2O3 Vidrio de cuarzo: 100% SiO2 (transparente al UV) 18

4 Tipo de Sólido Covalente molecular. Covalente reticular Iónico Metálico E.E. básicas. Átomos o moléculas Átomos conectados en una red de enlaces covalentes. Cationes y aniones Átomos metálicos Fuerzas entre las E.E. Dispersion, dipolo-dipolo, puentes de H Enlaces covalentes. Atracciones electrostáticas. Enlaces metálicos Propiedades Blandos, puntos de fusión bajos a moderados, baja térmica y eléctrica. Muy duros, puntos de fusión altos, baja térmica y eléctrica Duros y quebradizos, altos puntos de fusión, baja térmica y eléctrica De blandos a muy duros, puntos de fusión bajos y altos, muy buena térmica y eléctrica Ejemplos Ar, CH 4, C 12 H 22 O 11, CO 2 C, SiO 2, SiC NaCl, Ca(NO 3 ) 2 Todos los elementos metálicos. 19 Cambios de fase Enfriamiento o compresión Calentamiento o reducción de la presión. enfriamiento calentamiento 20 Ej: H 2 O(l) y H 2 O(s) H 2 O(s) Interface H 2 O(l) Recipiente aislado Fracción de partículas Estas moléculas comienzan a escapar de la fase líquida. E K Factores que afectan a P vapor de un líquido: vapor líquido La P vapor se mide en el el equilibrio. 23 Manómetro de Hg P v del líquido La P v es indep. del V liq. La P v es indep. del V gas. La P v depende de la T del liq. 24

5 Variación de Pvapor de un líquido con la T. Patm Si Pvapor = Pexterna el líquido ebulle. Si Pexterna = 1 atm T normal de ebullición del líquido Equilibrio Sólido-Líquido. Algunas entalpías de Vaporización a 298K 27 Termograma para el agua 28 RESUMIENDO: Mesetas cambio de fase. Sistema absorbe calor sólo para romper F. I. EK molec. no aumenta. Durante un cambio de fase, T es constante

6 Del cuadro-resumen se observa que: La secuencia: Sólido fusión Líquido vaporización fus H > 0 vap H > 0 es ENDOTERMICA. Gas Diagrama de fases : En cambio, la secuencia: Gas frio condensación Líquido solificación Sólido condens H < 0 frio solidif H< 0 frio es EXOTERMICA. Además: sólido sublimación gas sublim H > 0 gas frio deposición Sólido frio deposic H < 0 Presión Se determinan experimentalmente 31 Temperatura 32 Diagrama de fases del H 2 O Diagrama de fases del CO 2 Presión Línea de eq. sólido-líquido tiene pendiente negativa. d(hielo) < d(agua). Punto triple (A): ºC y 4.58 Torr Línea de eq. sólido-líquido tiene pendiente positiva. d(sólido) > d(líquido). Punto triple (X): -56.4ºC y 5.11 atm Temperatura (ºC) Punto de fusión (solidificación) normal (B): 0ºC Punto de ebullición normal (C): 100ºC. Punto critico (D): 374.4ºC y atm. Punto normal de sublimación (Y): -78.5ºC (A 1 atm, el CO 2 sublima, no funde) Punto crítico (Z): 31.2ºC y 73 atm FIN UNIDAD 10 Parte 2 35