Estado gaseoso
Característica
Fuerza de expansión>Fuerza de cohesión
Escalas de temperatura con referencia al agua
Propiedades
1. Las moléculas en los gases se encuentran separados por grandes espacios intermoleculares.
2. Las moléculas en los gases poseen movimientos constantes y desordenados.
3. Los gases son muy compresibles, es decir, pueden disminuir fácilmente el volumen por efecto de fuerzas externas.
4. Los gases carecen de volumen y siempre tratan de ocupar el mayor espacio posible.
5. Los gases carecen de forma propia y adoptan las del recipiente que los contiene.
6. Las moléculas de los gases se mezclan fácilmente con moléculas de otros gases.
- Volumen
Es el espacio ocupado por la muestra, debido a las bajas densidades de los gases, se expresa en litros.
El volumen de un gas depende de la presión y de la temperatura.
- Volumen molar
Es el volumen ocupado por una molécula de cualquier gas, medido en condiciones normales y su valor es igual a 22.4 litros
- Hipótesis de Avogadro
Se refiere al número de moléculas que contienen los gases.
Enunciado: “volúmenes iguales de cualquier gas, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, siempre contienen igual número de moléculas”
- Numero de Avogadro
Es el número de entidades elementales (átomo, moléculas, iones, etc.), que contienen una molécula de cualquier sustancia.
1 Mol= Cantidad de sustancia
NA=6,023*1023 entidades elementales
mol
Ley de Boyle- Mariotte(isotérmica)
“A temperatura absoluta constante, el volumen que ocupa una muestra de un gas, varia en forma inversamente proporcional a la presión que esta sometido dicho gas."
Ley de charles (isobárica)
“A presión constante, el volumen de la masa de un gas es directamente proporcional a su temperatura ®K”
. Ley de gay –lussac
“A volumen contante , la presio de la masa de un gas varia en forma directament5e proporcional con la temperatura absoluta.”
Ecuación general de los gases ideales
Es una formula que reúnen las tres leyes ( boyle, Charles y gay Lussac), con esta ecuación se puede preveer lo que acontece al variar el volumen, la presión y la temperatura.
V=kT(n,P constantes)
V=k(1/p)(n,T constantes)
V=kn(P,T constantes
PαT
V=R(T)(1/p)(n)
V=(RTn/P)
PV=RnT
Ley de Dalton o de las presiones parciales
La presión total ejercida por una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de sus componentes.
Presión Parcial
Es la presión de cada gas
Ley de Graham o de la difusión gaseosa
“La velocidad de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su densidad”
Ley de Bunsen
“A igual presión y temperatura los tiempos de salida de volúmenes iguales de dos gases por un orificio es directamente proporcional a las raíces cuadradas de sus pesos moleculares o de sus densidades”
T1=tiempo de salida gas uno
T2= tiempo de salida gas dos
Densidad de los gases
La densidad de los gases es pequeña en comparación con los líquidos y sólidos
- Densidad absoluta
Es la relación entre la masa y el volumen del gas en condiciones determinadas de presión y temperatura
Estado liquido
Característica
Fuerza de expansión= Fuerza de cohesión
Propiedades
- Los espacios intermoleculares en los líquidos o existen
-Son incompresibles, es difícil disminuir el volumen por presiones externas.
- Las moléculas poseen movimientos, pero mas restringíos que en los gases.
-Poseen volumen fijo, novaría al cambiar la capacidad dl recipiente.
-Carecen de forma definida, adquieren la forma del recipiente que los contiene
-Son medianamente difusibles.
Evaporación
Todos los líquidos a cualquier temperatura tienen a pasar a la fase de vapor, esta propiedad se denomina evaporación.
Este fenómeno se explica porque las moléculas en los liquidos están en contacto y moviéndose limitadamente a deerminadas velocidades.
Las moléculas de la superficie que no están sometidas a las fuerzas de atracción, en toda dirección ganan energía cinetica para evaporar y pasar a la fase gaseosa, la velocidad e evaporación depende de:
- La temperatura
- La presión
- Superficie libre de liquido
- Renovación de la atmosfera sobre la superficie libre del liquido
- Naturaleza química del liquido
Presión de Vapor
Es la presión que ejercen las moléculas gaseosas en el punto de equilibrio a una temperatura determinada.”
Punto de ebullición
Es la temperatura a la cual la presión de vapor del liquido es igual a la presión confinante(contigua), Si el recipiente esta abierto, la presión confinante es igual a la presión atmosférica.
Calor de Vaporización
- Calor Especifico
Cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de una cantidad de sustancia determinada (1g) en un grado centígrado
- Calor de Vaporización
Es la cantidad de calor necesaria para convertir una cantidad de liquido a gas
- Puntos de Fusión y Condensación
Punto de fusión
Temperatura a la cual el sólido pasa a liquido
Punto de Congelación
Temperatura a la cual el líquido pasa a solido
- Calor de Fusión
Es la cantidad de calor necesario para convertir una cantidad determinada de un olido a líquido en el punto de congelación (cantidad de energía necesaria para el cambio de estado en el punto de fusión)
Explicación:
- Se necesita cierta cantidad de energía para convertir una sustancia del estado sólido al líquido, en el punto de congelación (calor de fusión).
- Se necesita cierta cantidad de calor para elevar 1 °C a una cantidad de sustancia (calor específico).
- Se necesita cierta cantidad de calor para convertir una cantidad de liquido a gas en el punto de ebullición(calor de vaporación)
Es un proceso de separación de liquidos, basado en las diferencias de sus puntos de ebullición.
Viscosidad
Es la resistencia interna que presentan las moléculas de un líquido al fluir.
Un líquido de alta viscosidad se describe como viscoso o espeso, lo inverso de la viscosidad es la fluidez. Un liquido fluido se describe como móvil.
Tensión superficial
Es la resistencia de las moléculas de los liquidos a cualquier fuerza que tiende a expandir su superficie.
Es la propiedad que tiende a halar la moléculas de la superficie de un liquido hacia su interior.
Condensación
Es el proceso por el cual el vapor pasa al estado liquido
Miscibilidad
Capacidad de los cuerpos (líquidos) para mezclarse entre si (mezclas homogéneas
Inmiscibilidad
Capacidad de los cuerpos (líquidos)para no mezclarse entre si (mezclas heterogéneas).
Estado Solido
Caracteristica
Fuerzas de expansión<las fuerzas de cohesion
Propiedades
- Carecen de espacios intermoleculares, sus moléculas esan miuy unidas
- Las moléculas no poseen movimiento
-Son incompresibles
- Poseen volumen fijo
- Poseen forma definida
- Los sólidos se difunden o se mezclan con gran dificultad
Clasificación de los sólidos
Los sólidos por su estructura se clasifican en :
Sólidos de estructura amorfa o vítrea
Sólidos de estructura cristalina
Sólidos de Estructura amorfa
Los constituyentes(partículas, moléculas, átomos o iones) se encuentran distribuidos sin seguir ningún ordenamiento geométrico.
Sólidos de Estructura Cristalina
Los constituyentes (partículas, moléculas, átomos o iones) tienen ordenamiento geométrico (figuras conocidas)
- Cristal
Es una figura geométrica representativa (poliedro), considerado como la unidad de los sólidos cristalino.
- Elementos de un cristal
Elementos morfológicos o reales
Elementos de simetría o imaginarios.
- Elementos morfológicos o reales
Caras: superficies planas que limitan al cristal
Aristas: Líneas Formadas por la intersección de dos o más caras.
Vértices: Puntos que se forman en la intersección de dos o más caras.
Angulo diedro: Angulo formado por dos caras
Angulo poliedro: Angulo por tres o más caras
- elementos de simetría o imaginarios
Centro de simetría: Punto imaginario situado en el centro de la figura geométrica y divide en parte iguales todo elemento que pase por el.
Ejes de simetría: Son rectas imaginarias que pasando por el centro de simetría pueden terminar en los vértices, en el centro de las caras o en la mitad de las aristas.
Plano de simetría: Superficies planas que dividen en dos partes iguales al cristal
-clasificación de los cristales
Los sólidos cristalinos que existen en la naturaleza han sido reunidos en 32 figuras geométricas diferentes, los mismos que a su vez han sido clasificados en 6 grupos, las figuras semejantes o parecidas, por ejemplo: el tetraedro, octaedro, decaedro, son agrupadas para formar el sistema cubico regular. La clasificación en 6 sistemas cristalográficos se basa en la longitud relativa de los ejes y en su invlinacion de los mismos.
- Sistema cristalográfico
1. Sistema cubico o regular
Tiene como figura representativa al cubo y se caracteriza por poseer los 3 ejes de igual longitud y perpendiculares entre si, por ejemplo: el diamante, la pirita, cloruro de sodio
2. Sistema tetragonal o cuadrático:
Tiene como figura representativa al prisma recto de base cuadrada y se caracteriza por poseer dos ejes de igual longitud y uno de diferente longiud. Todos los ejes son perpendiculares entre si, por ejemplo: sulfato de sodio, casiterita.
3. Sistema rómbico
Tiene como figura representativa al prisma recto de base rectangular o rómbica y se caracteriza por poseer los tres ejes de diferente longitud, pero perpendiculares entre si, por ejemplo: el azufre rómbico, el nitrato de potasio, el clorato de potasio.
4. Sistema monoclínico o clinorombico:
Tiene como figura representativa al prisma inclinado de base rectangular o rómbica y se caracteriza porque tiene los 3 ejes de diferente longitud, en cuanto a la inclinación.
5. Sistema triclínico asimétrico :
Tiene como figura representativa al prisma doblemente inclinado de base rectangular o rómbica y se caracteriza por poseer los 3 ejes de diferente longitud y todos inclinados entre si, por ejemplo: el dicromato de potasio, acido bórico, sulfato cúprico pentahidratado.
6
6. Sistema hexagonal
Tiene como figura representativa el prisma recto de base hexagonal y se caracteriza por poseer 3 ejes iguales en un plano que se cortan en angulos de 60 grados
- Isomorfismo y polimorfismo
Isomorfismo
Fenómeno por el cual dos o más substancias distintas cristalizan en el mismo sistema, por ejemplo: cloruro de sodio, cloruro de cesio, la pirita, cristalizan en e mismo sistema cubico, por tanto son sustancias isomorfas.
Polimorfismo
Fenómeno por el cual la misma sustancia química puede cristalizarse en más de un sistema, por ejemplo: el carbono, cuando se encuentra como diamante, cristaliza en el sistema cubico y cuando se encuentra como grafito cristaliza en el sistema hexagonal, por lo tanto es una sustancia diforma.
Transformación de los estados físicos de la materia
Fusión
Es el cambio de estado de solido a liquido, por aumento o ganancia de calor
Evaporación
Es el cambio de estado de liquido a gaseoso, por aumento o ganancia de calor.
Condensación
Es el cambio de estado de solido a liquido, por perdida o disminución de calor
Solidificación
Es el cambio del estado liquido a solido, por perdida o disminución de calor.
Sublimación:
Es el cambio de estado de solido a gaseoso en forma directa, por aumento o ganancia d calor, por ejemplo: hielo seco, mentol, alcanfor
Retrosublimacion
Es el cambio de estado de gaseoso a solido por disminución de calor.
Diagrama de fases
Es la representación grafica que resume las relaciones existentes entre los estados:
Gaseoso, liquido y solido de una sustancia en sunción de la temperatura y la presión. Cada sustancia tiene su propio diagrama de fases obtenido con datos experimentales.
Línea: L-g, representa el equilibrio entre las fases liquido y gas
Línea: s-g, representa el equilibrio entre las fases solido y gas
Línea: s-l representa el equilibrio entre las fases solido y liquido
Punto A es la intersección de las 3 curvas, llamado el punto triple, en este punto coexisten las 3 fases en equilibrio.
ESTADO COLOIDAL
DEFINICIONES
COLOIDE
Es un sistema físico químico formado por dos o más fases principalmente estas son: una continua o fluida y otra dispersa en forma de partículas, por lo general solidas.
SUSPENSION
Sistema formado por dos fases(estados físicos)
EMULSION
Es una mezcla de dos líquidos inmiscibles de manera más o menos homogénea
SOL
Un sol es una dispersión de partículas solidas, independientes en un medio liquido (hidrosol) o gaseoso(aerosol)
GEL
Contiene partículas solidas liquidas en forma de estructuras debido a la existencia de fuerzas de unión entre ellas.
HIDROGEL
Son sistemas de estado coloidal con apariencia solida como la albumina coagulada por el calor, la gelatina gelificada por el enfriamiento
AEROSOL
Se denomina aerosol a una mezcla heterogénea de partículas solidas o liquidas suspendidas en un gas
ESTADO COLOIDAL
Es el estado de la materia donde la sustancia puede estar entre dos o más estados, ya sea
entre el estado sólido y liquido, solido y gaseoso, liquido y gaseoso.
HISTORIA DEL ESTUDIO DE LOS COLOIDES
Se considera a Thomas Graham, investigador escoses del siglo XIX como el fundador de la química de los coloides. Fue quien descubrió algunas de sus propiedades, tales com la difusión lenta en los medios de dispersión.
PROPIEDADES
- Incapacidad para formar estructuras ordenadas
- Sus partículas no pueden ser observadas
- tanto la fase dispersa como el medio en el que se produce la dispersión pueden ser solido – liquido – gaseoso
- Su difusión es lenta en los medios e dispersión
- las entidades dispersas son mucho mayores que las moléculas del disolvente
CLASIFICACION DE LOS COLOIDES
Se pueden clasificar en sistemas reversibles e irreversibles
Sistemas reversibles
Las reacciones químicas producidas entre los componentes coloidales, forman unos productos tan estables que no existe modo de revertir el sistema a su estado inicial.
Ej.
Liofobos (poca atracción entre la fase dispersa y el medio dispersante)
Liofilios (gran atracción entre la fase dispersa y el medio dispersante)
Hidrófobos ( medio dispersante el agua) repulsión al agua
Sistemas reversibles
Es cuando es posible regresar al estado inicial después e haber hecho reaccionar a sus componentes
Ej.
Polímeros, sustancias de alto peso molecular y la celulosa
COLOIDES SEGÚN SU FASE CONTINUA Y DISPERSA
| GAS | LIQUIDO | SOLIDO |
GAS | No es posible porque todos los gases son solubles entre si | Aerosol Ej. Niebla Bruma | Aerosol Ej. Humo, polvo en suspensión |
LIQUIDO | Espuma Ej. Espuma de afeitar | Emulsión Ej. Leche, mayonesa, crema de manos, sangre | Sol. Ej. Pinturas, tinta china |
SOLIDO | Espuma solida Ej. Piedra pómez Aerogeles | Gel Ej. Gelatina, gaminola, queso | Sol solido Ej. Cristal de rubi |
