UNIVERSIDAD INCA GARCILASO DE LA VEGA

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

FISICOQUÍMICA

LÍQUIDOS

ING. ROSARIO MARCOS MEZARINA2012

LÍQUIDOS

Los líquidos tienen las siguientes características:

Tienen un volumen constante No tienen forma propia ni elasticidad Sus densidades son mayores a diferencia de los gases Poseen una fuerte fricción llamada viscosidad Son compuestos polares con bajo peso molecular y no poseen arreglos moleculares simétricos

VISCOSIDAD

Es la resistencia a fluir que presenta un líquido, la cual disminuirá con el aumento

de la temperatura y aumentará con el aumento de la presión

A mayor viscosidad, el líquido fluye difícilmente A menor viscosidad, el líquido fluye fácilmente

VISCOSÍMETRO DE OSTWALD

Consiste en llenar por B un líquido cuya viscosidad se desea determinar, luego se presiona aire con una pera de goma hasta

subir la superficie del líquido por la otra rama estrecha hasta la señal “x”, el viscosímetro se debe mantener a una temperatura constante,

entonces se destapa la rama ancha y mediante un cronómetro se anota el tiempo que demora

el menisco del líquido en pasar de x a y.

VISCOSIDAD

La viscosidad se relaciona con la facilidad de movimiento de las moléculas individuales de los líquidos con respecto a otras, por lo tanto depende de las fuerzas intermoleculares y de su estructura.

A mayor temperatura aumenta la energía cinética de las moléculas venciendo las fuerzas de atracción entre ellas.

Donde: n = viscosidadP = ∆ presión en el tubo capilarV = volumen del líquidoL = longitud del capilarr = radio del capilart = tiempo

VISCOSIDAD

La ley de Stokes: establece una relación entre la fuerza actuante sobre una esfera de radio conocida que cae con

una velocidad determinada por un fluido cuya viscosidad se desea conocer. Este método es recomendable para fluidos

con altas viscosidades como los aceites pesados

Si se toma como condiciones (1) para un líquido desconocido y (2) para el agua, a la misma temperatura, tendremos:

TENSIÓN SUPERFICIAL

Las moléculas de un líquido, experimentan interiormente atracciones iguales en todas direcciones, pero en la superficie hay una fuerza neta hacia el interior que hace que se reduzca

el área superficial, llamada tensión superficial.

Las fuerzas hacia adentro hacen que las moléculas de la superficie se empaquen más juntas y hace que el líquido se

comporte como si tuviera una piel

Ejemplos: Tensión superficial del agua a 20 ºC = 7.29 x 10-2 J/m2

Significa que se necesitan 7.29 x 10-2 Joules de energía para que el agua aumente su área en 1 m2

TENSIÓN SUPERFICIAL

Debido a la tensión superficial tendremos: Hay una resistencia que presenta un líquido a la penetración de la superficie. Hay una tendencia a la forma esférica de las gotas de un líquido. Un ascenso de los líquidos en los tubos capilares. una flotación de objetos u organismos en la superficie de los líquidos

CAPILARIDAD

Es una consecuencia de la tensión superficial, donde dos fuerzas producen la capilaridad; una es la atracción

intermolecular entre moléculas afines líquidas (cohesión) y otra es la atracción entre las moléculas no afines (adhesión),

tales como el líquido y las paredes del recipiente que lo contiene.

CAPILARIDAD

Si colocamos un tubo de diámetro pequeño (capilar) en agua, esta sube por el tubo, debido a que las fuerzas de adhesión tiende a aumentar

su área superficial y la tensión superficial del líquido tiende a reducir el área y jala el líquido subiéndolo por el tubo. Este

sube hasta que hay un equilibrio entre las fuerzas de

adhesión + fuerzas de cohesión con la gravedad.

CAMBIOS DE FASE

CAMBIOS DE FASE

Cada cambio de fase va acompañado de un cambio de energía del sistema

El paso a un sistema menos ordenado necesita energía para vencer las fuerzas intermoleculares.

En una fusión tendremos la entalpía de fusión o calor de fusión (∆Hfus del hielo = 6.01 kJ/mol)

En una vaporización tendremos la entalpía de vaporización o calor de vaporización (∆Hvap del agua = 40.67 kJ/mol).

∆Hfus (moléculas separadas) < ∆Hvap (moléculas separadas totalmente)

CURVA DE CALENTAMIENTO DEL AGUA

TEMPERATURA Y PRESIÓN CRÍTICAS

Cuando un gas se convierte en líquido se llama condensación (licuación de vapores) La temperatura límite para la licuación de

un gas es llamada la temperatura crítica. Por encima de esta temperatura es

imposible licuar un gas así sea sometido a grandes presiones

La presión que se necesita para licuar un gas cuando éste se encuentra en su

temperatura crítica se llama presión crítica.

PRESIÓN DE VAPOR

PRESIÓN DE VAPOR

Algunas moléculas de la superficie de un líquido poseen suficiente energía para escapar de las fuerzas de atracción

de las moléculas que las rodean.A mayor número de moléculas que escapan a la fase

gaseosa mayor presión de vapor Algunas moléculas gaseosas regresarán a ser líquidas al

chocar con la superficie del líquido. Cuando las velocidades de vaporización y de

condensación son iguales se produce un equilibrio dinámico. La presión o tensión de vapor de un líquido es la presión ejercida por su vapor cuando los estados líquido y gaseoso

están en equilibrio dinámico.

VOLATILIDAD

Cuando un líquido se evapora fácilmente es conocido como volátil. Nunca se produce un equilibrio ya que el líquido se evapora hasta sequedad. Las sustancias con presión de vapor elevada se evaporan más rápido. Las sustancias con presión de vapor baja se evaporan lentamente. Un líquido hierve cuando su presión de vapor es igual a la presión que tiene sobre su superficie.

DIAGRAMA DE FASES

SÓLIDO LÍQUIDOSOLIDIFICACIÓN

FUSIÓN

LÍQUIDO VAPOR

VAPORIZACIÓN

CONDENSACIÓN

SÓLIDO VAPOR

SUBLIMACIÓN

DEPOSICIÓN

DIAGRAMA DE FASES

BC: curva de presión de vapor, equilibrio entre fase líquida y gaseosa

Si P = 1 atm → ºT ebullición

C: punto crítico, más allá de este punto no se distinguen fase líquida ni gaseosa. P y ºT críticos

BD: cambio del punto de fusión del sólido al aumentar la presión y también necesito mayor ºT.

DIAGRAMA DE FASES

Punto de fusión = Punto de congelamiento, solo cambia la dirección de la temperatura.

AB: cambio de presión de vapor del sólido al sublimarse por mayor ºT.

B: punto triple, en esta ºT y P están en equilibrio las tres fases.Fase gaseosa, estable a altas ºT y bajas presiones.Fase sólida, ºT bajas y P altasFase líquida, entre ambas condiciones.

DIAGRAMA DE FASES DEL AGUA

Punto de fusión disminuye conforme aumenta la presión.

Punto triple del agua, 0.0098 ºC y 0.006 atm.

El agua sublima a una presión < 0.006 atm.