LÍQUIDOS

Compilado por:

ALEXÁNDER GUTIÉRREZ M.

ROBERTO GUTIÉRREZ P.

ALEXÁNDER GUTIÉRREZ M.

ROBERTO GUTIÉRREZ P.

Programa de Licenciatura en Biología y

Química

Programa de Licenciatura en Biología y

Química

Sólido Líquido Gas

Estados de la materia

Estados de la materia

Estados de la materia

FUERZAS INTERMOLECULARES

Fuerzas intermoleculares son fuerzas de atracción entre las moléculas.

Fuerzas intramoleculares mantienen juntos a los átomos en una molécula.

Intermolecular contra intramolecular

• 41 kJ para evaporar 1 mol de agua (intermolecular)

• 930 kJ para romper todos los enlaces O-H en 1 mol de agua (intramolecular)

ELECTRONEGATIVIDAD

Es la capacidad de un átomo en un enlace para atraer electrones hacia sí mismo

Débil

Fuerte

• Enlace covalente

COVALENTE

Se da por compartición de electrones (e–) de valencia.

Enlace covalente polar .

El par de e– compartidos se encuentra desplazada hacia el elemento más electronegativo, por lo que aparece una fracción de carga negativa (δ–) sobre éste y una fracción de carga positiva sobre el elemento menos electronegativo (δ+).

COVALENTE POLAR

NO POLAR POLAR

Polaridad de las Moléculas

FUERZAS INTERMOLECULARES

Fuerzas dipolo-dipolo

Fuerzas de atracción entre moléculas polares

Fuerzas dipolo-dipolo

Influencia de las fuerzas intermoleculares PUNTO DE EBULLICIÓN (ºC) DE ALGUNOS COMPUESTOS

Polaridad de las moléculas

No polar: H2C=CH2 (28) -104 F2 (38) -188 CH3C≡CCH3 (54) -32

Polar: HC≡N (27) 26 CH3C≡N (41) 82 (CH3)3N (59) 3.5

Rojo= temperatura de ebulliciónMorado= peso molecular

Moléculas con similar pesos moleculares presentan mayor punto de ebullición aquellas

que tenga mayor polaridad

Enlace de hidrógeno

Es una interacción tipo dipolo-dipolo que se forma entre el átomo de hidrógeno unido a un elemento pequeño electronegativo (N, O y F) que presenta al menos un par de electrones sin compartir.

FUERZAS INTERMOLECULARES

Es posible reconocer los compuestos con puentes de hidrógeno gracias a los elevados puntos de ebullición que muestran

Compuesto Fórmula Peso M Punto Ebullición

Dimetiléter CH3OCH3 46 –24ºC

Etanol CH3CH2OH 46 78ºC

Propanol CH3(CH2)2OH 60 98ºC

Dietileter (CH3CH2)2O 74 34ºC

Propilamina CH3(CH2)2NH2 59 48ºC

Trimetilamina (CH3)3N 59 3ºC

Etilenglicol HOCH2CH2OH 62 197ºC

Ácido acético CH3CO2H 60 118ºC

Etilendiamina H2NCH2CH2NH2 60 118ºC

Moléculas con similar pesos moleculares presentan mayor punto de ebullición aquellas

que puedan formar mayor enlaces de hidrogeno

FUERZAS INTERMOLECULARESFuerzas de dispersión

Fuerzas de atracción que se generan como resultado de los dipolos temporales inducidos en átomos o moléculas

“lo semejante disuelve lo semejante”

Es probable que dos sustancias con fuerzas intermoleculares similares sean solubles en cada una de las otras.

• moléculas no polares son solubles en los disolventes no polares

CCl4 en C6H6

• moléculas polares son solubles en disolventes polares

C2H5OH en H2O

• los compuestos iónicos son más solubles en los disolventes polares

NaCl en H2O o NH3 (l)

SOLUBILIDAD

Influencia de las fuerzas intermoleculares en la solubilidaden compuesto iónico

Influencia de las fuerzas intermoleculares en la solubilidaden compuesto iónico

CARACTERÍSTICA DE LOS LÍQUIDOS

Las moléculas están juntas, pero desordenadas en continuo movimiento de vibración y rotación.

Todo esto es debido a que las fuerzas intermoleculares entre las moléculas son más débiles que en el estado sólido.

Los líquidos tienen volumen propio (no varía), pero pueden fluir y adoptar la forma del recipiente

No Pueden contraerse y expandirse.

Propiedades de los líquidos

A B C

El presión de vapor es la presión parcial de vapor sobre el líquido, medida en el equilibrio a una temperatura dada.

H2O (l) H2O (g)

Velocidad decondensación

Velocidad deevaporación

=

Equilibrio dinámico

Propiedades de los líquidos

EQUILIBRIO LÍQUIDO-VAPOR.EQUILIBRIO LÍQUIDO-VAPOR.

Sistema abierto Sistema cerrado

Cuando la velocidad de evaporacióniguala la velocidad de condensación

⇓Equilibrio entre las fases

H2O (l) ↔ H2O (g)

Presión del gas constanteEquilibrio dinámico

Sustancias

• VolátilesPvapor alta a Tamb

• No volátilesPvapor baja a Tamb

¿Cómo varía la presión de vapor con la temperatura?

a) Éter dietílico, b) benceno, c) agua, d) tolueno, e) anilina

Curvas depresión de vapor

Presión de vapor, en mm Hg, para algunos líquidos

Un aumento de temperatura aumenta la presión de vapor de los líquidos

La presión de vapor depende de la naturaleza del líquido

La presión de vapor no depende de la cantidad de líquidos

¿Cuándo hierve un líquido?

Cuando Pvap = Pext

Es posible la formación deburbujas de vapor en el

interior del líquido.

Punto de ebullición

El punto de ebullición es la temperatura a la cual la presión de vapor de un líquido es igual a la presión externa.

Cuando la presión externa es 1 atm se le denomina punto de ebullición normal .

a) Éter dietílico, b) benceno, c) agua, d) tolueno, e) anilina

Puntos de ebullición (°C) para algunos líquidos a diferentes presiones externas

A menor presión externa menor es el punto de ebullición de un líquido

El punto de ebullición de un líquido varía con la presión externa

23.8

25

a) Éter dietílico, b) benceno, c) agua, d) tolueno, e) anilina

Monte Kilimanjaro (Tanzania)5895 m de altitud, P = 350 mmHg

Consecuencias

Teb (agua) = 79ºC

a) Éter dietílico, b) benceno, c) agua, d) tolueno, e) anilina

P ≈ 2 atm

⇓Teb (agua) ≈ 120ºC

Aplicaciones

Tiempos de cocción más rápidos

Olla rápida

Un diagrama de fases resume las condiciones en las cuales una sustancia existe como sólido, líquido o gas.

Diagrama de fases del agua

Temperatura

Pre

sió

n SólidoLíquido

Sublimación: Aplicaciones

Liofilización: deshidratación a baja presión

1) Congelar café molido2) Disminuir la presión3) El agua sólida pasa a agua gas, que se elimina.

Ventajas: * Evita secado por calentamiento (destruiría moléculas del sabor)

* Evita que se altere (en ausencia de agua no crecen bacterias)

Diagrama de fases del dióxido de carbono

Temperatura

Pre

sió

n

SólidoLíquido

Diagrama de fases para el CO2

CO2 (s):hielo seco

Utilidad: efectosde humo y niebla

Propiedades de los líquidos

Tensión superficial es la cantidad de energía necesaria para estirar o aumentar la superficie de un líquido por unidad de área ó es la resistencia que presenta los líquidos a ser penetrados

1. Resistencia de un líquido a la penetración de su superficie. 2. Forma casi esférica de las gotas de lluvia. 3. Forma esférica de las partículas de mercurio situadas en una superficie. 4. Ascenso de líquidos en tubos capilares. 5. Flotación de hojas de metal en superficies líquidas. 6. El caminar de los insectos en el agua. 7. El soportarse un alfiler en la superficie de los líquidos.

En virtud de las fuerzas intermoleculares, que son las causantes de la tensión superficial se presentan los siguientes fenómenos:

Tensión superficial

Cohesión es una atracción intermolecular entre moléculas semejantesAdhesión es una atracción entre moléculas distintas

Adhesión

Cohesión

Cohesión del agua

Tensión superficial de algunos líquidos a diferentes temperaturas (103 N m-1)

un aumento de temperatura generalmente ocasiona una disminución de la tensión superficial

FACTORES QUE AFECTAN LA TENSIÓN SUPERFICIAL

La tensión superficial depende de la estructura y tamaño molecular de los compuestos

FACTORES QUE AFECTAN LA TENSIÓN SUPERFICIAL

3. La adición de otras sustancias: la adición de sustancias como: jabones, alcoholes, ácidos o agentes de superficie activa, hacen que la tensión superficial disminuya.

Propiedades de los líquidos

Viscosidad es una medida de la resistencia de los líquidos a fluir.

Coeficientes de viscosidad de líquidos. (103 Pa s)

un aumento de temperatura generalmente ocasiona una disminución de la viscosidad de un líquido.

VISCOSIMETRO

Digital

Viscosidad

M : Peso molecular promedio; 7 temperatura 217 C⁰

Las moléculas de mayor tamaño presentan mayor resistencia al flujo que las moléculas pequeñas y por consiguiente, su coeficiente de viscosidad será mayor.

Viscosidad

Una molécula de forma esférica (redonda) ofrece menor resistencia al flujo debido a que su rotación es uniforme, en tanto que una molécula en forma de varilla (lineal) puede tomar muchas orientaciones con respecto a la dirección del flujo desde una posición paralela a una perpendicular. Estas posibles orientaciones afectan el flujo del líquido.

Viscosidad

Cuanto mayor sean las atracciones (fuerzas intermoleculares), tanto mayor será la viscosidad.

Viscosidad

Referencias

-Chang, Raimond. Química. 7ª ed. McGraw-Hill. México. 2003. -Petrucci, R. H.; Harwood, W. S. y Herring, F. G. Química General. 8ª ed. Prentice Hall. Madrid. 2003.-Gutiérrez, Alexander; Gutiérrez, Roberto. Química General I, II y III. Universidad Tecnológica del Chocó. Quibdó. 1999.-Whitten W.; Kenet, Davis E. Raymond; Peck, Larry M. Química general. 5a ed. McGraw-Hill. España. 1998.-Brown, L.; Theodore, Lemay.; Eugene H, Jr.; Bursten E. Bruce. Química La ciencia central. 7a ed. Prentice Hall. Mexíco. 1997.-Ebbing , Darrell D. Química general. 5a ed. McGraw-Hill. México.1997.-Daub, Willian; Seese, Willian. Química. 7a ed. Pearson. México. 1996. http://www.monografias.com/trabajos16/propiedadesliquidos/propiedades-liquidos.shtml