El Estado LíQuido

El Estado LíquidoEl Estado Líquido 11

EL ESTADO EL ESTADO LÍQUIDOLÍQUIDO


DEFINICIÓN:DEFINICIÓN:El líquido es uno de los cinco El líquido es uno de los cinco estados de agregación de la estados de agregación de la materia, un líquido es un fluido materia, un líquido es un fluido cuyo volúmen es constante en cuyo volúmen es constante en condiciones de temperatura y condiciones de temperatura y presión constante y su forma es presión constante y su forma es definida por su contenedor. Un definida por su contenedor. Un líquido ejerce presión en el líquido ejerce presión en el contenedor con igual magnitud contenedor con igual magnitud hacia todos los lados.hacia todos los lados.


DISTINTOS EJEMPLOS EN DONDE DISTINTOS EJEMPLOS EN DONDE PODEMOS OBSERVAR DISTINTOS PODEMOS OBSERVAR DISTINTOS

LÍQUIDOSLÍQUIDOS


CARACTERÍSTICAS:CARACTERÍSTICAS: Tienen volúmen constante.Tienen volúmen constante. Son incomprensibles.Son incomprensibles. Tienen fuerte fricción interna Tienen fuerte fricción interna

que se conoce con el nombre que se conoce con el nombre de viscosidad.de viscosidad.

Fuerza de cohesión menor Fuerza de cohesión menor (regular).(regular).

Movimiento-energía cinética.Movimiento-energía cinética.


Sin forma definida.Sin forma definida. Toma el volúmen del envase Toma el volúmen del envase

que lo contiene.que lo contiene. En frío se comprime, En frío se comprime,

exceptuando el agua.exceptuando el agua. Posee fluidez.Posee fluidez. Puede presentar fenómeno Puede presentar fenómeno

de difusión.de difusión.


Un líquido asume la forma Un líquido asume la forma de su contenedor.de su contenedor.


PROPIEDADES PROPIEDADES GENERALES:GENERALES:1.1.A nivel submicroscópicoA nivel submicroscópico:: Entre sus moléculas existe un Entre sus moléculas existe un

equilibrio entre las fuerzas de equilibrio entre las fuerzas de repulsión (Fr): Fr=Fc. repulsión (Fr): Fr=Fc.

Presentan un orden molecular Presentan un orden molecular de corto enlace, es decir, que de corto enlace, es decir, que en las cercanías de una en las cercanías de una molécula existe un cierto molécula existe un cierto orden con las moléculas orden con las moléculas adyacentes, así lo demuestran adyacentes, así lo demuestran los experimentos con rayos X.los experimentos con rayos X.


La energía cinética molecular media La energía cinética molecular media depende de la temperatura en forma depende de la temperatura en forma directamente proporcional; por lo directamente proporcional; por lo tanto, a mayor temperatura es mayor tanto, a mayor temperatura es mayor la energía cinética de las moléculas.la energía cinética de las moléculas.

La entropía (grado de desorden La entropía (grado de desorden molecular) es menor que en un gas y molecular) es menor que en un gas y mayor que en un sólido.mayor que en un sólido.

Poseen gran movimiento molecular: Poseen gran movimiento molecular: vibración y deslizamiento, por lo que vibración y deslizamiento, por lo que poseen desorden molecular.poseen desorden molecular.


2.2.A nivel macroscópicoA nivel macroscópico:: Los líquidos poseen volúmen Los líquidos poseen volúmen

definido y forma variable (adoptan definido y forma variable (adoptan la forma del recipiente que lo la forma del recipiente que lo contiene).contiene).

El proceso de vaporización (paso El proceso de vaporización (paso líquido a vapor) es más fácil que líquido a vapor) es más fácil que el proceso de sublimación (paso el proceso de sublimación (paso de sólido a vapor) de los sólidos.de sólido a vapor) de los sólidos.

Son isotropitas, puesto que las Son isotropitas, puesto que las propiedades físicas (mecánicas, propiedades físicas (mecánicas, eléctricas, ópticas, etc.) es igual eléctricas, ópticas, etc.) es igual en cualquier dirección en que se en cualquier dirección en que se midan.midan.


Es un estado intermedio entre un Es un estado intermedio entre un sólido cristalino y un gas.sólido cristalino y un gas.

Los líquidos poseen fluidez, es decir, Los líquidos poseen fluidez, es decir, fluyen debido a una diferencia de fluyen debido a una diferencia de presiones, lo que demuestra una gran presiones, lo que demuestra una gran movilidad de sus moléculas; por lo movilidad de sus moléculas; por lo tanto, se les llaman “fluidos”, al igual tanto, se les llaman “fluidos”, al igual que los gases.que los gases.

La compresibilidad es extremadamente La compresibilidad es extremadamente pequeña, porque existe espacio muy pequeña, porque existe espacio muy pequeño entre sus moléculas. Con fines pequeño entre sus moléculas. Con fines técnicos o prácticos se consideran técnicos o prácticos se consideran incompresibles.incompresibles.


PROPIEDADES PROPIEDADES INTENSIVAS:INTENSIVAS:1.1.Presión De VaporPresión De Vapor:: Es la mayor presión que ejerce el Es la mayor presión que ejerce el

vapor de un líquido a cierta vapor de un líquido a cierta temperatura una vez que se halla temperatura una vez que se halla establecido el establecido el equilibrio dinámicoequilibrio dinámico entre los fenómenos de entre los fenómenos de EVAPORACIÓN y CONDENSACIÓN. y CONDENSACIÓN.

Los LÍQUIDOS VOLÁTILES.Los LÍQUIDOS VOLÁTILES.Los NO VOLÁTILES.Los NO VOLÁTILES.


Presión De Vapor (en mmHg) De Presión De Vapor (en mmHg) De Algunos Líquidos A Diferentes Algunos Líquidos A Diferentes

Temperatura:Temperatura:LÍQUIDOSLÍQUIDOS 0 ºC0 ºC 50 ºC50 ºC 100 ºC100 ºC

AguaAgua 4,6 92,5 760760

MetanolMetanol 29,7 404 1848

BencenoBenceno 2727 271271 13601360

Éter etílicoÉter etílico 185185 13251325 48594859


2.2. Tensión SuperficialTensión Superficial: Es la medida de la fuerza elásticaEs la medida de la fuerza elástica

por unidad de longitud que actúa enpor unidad de longitud que actúa en la superficie de un líquido.la superficie de un líquido.

T. S. = FuerzaT. S. = Fuerza LongitudLongitud


¿Cómo Surge La Tensión ¿Cómo Surge La Tensión Superficial?Superficial?

Sobre las moléculas superficiales actúan Sobre las moléculas superficiales actúan fuerzas netas de cohesión hacia dentro. Esta fuerzas netas de cohesión hacia dentro. Esta fuerza jala las moléculas de la superficie para fuerza jala las moléculas de la superficie para llevarlas al interior y así reducir el área llevarlas al interior y así reducir el área superficial y logras un área mínima.superficial y logras un área mínima.La fuerza hacia adentro también hace que las La fuerza hacia adentro también hace que las moléculas de la superficie se empaqueten más moléculas de la superficie se empaqueten más juntas, por lo que el líquido se comporte como juntas, por lo que el líquido se comporte como si tuviera una piel elástica. Ejemplo: Gota de si tuviera una piel elástica. Ejemplo: Gota de agua; las fuerzas de T.S. tienden a minimizar la agua; las fuerzas de T.S. tienden a minimizar la energía en la superficie del fluido haciendo que energía en la superficie del fluido haciendo que estas tengan una tendencia a una forma estas tengan una tendencia a una forma esférica.esférica.

Las moléculas interiores están sujetas a Las moléculas interiores están sujetas a fuerzas de cohesión equilibradas, por lo que la fuerzas de cohesión equilibradas, por lo que la fuerza resultante es cero (nula) y no surge T.S. fuerza resultante es cero (nula) y no surge T.S. en el interior del líquido.en el interior del líquido.



Medida De La Tensión Medida De La Tensión Superficial:Superficial:Ley de TateLey de Tate La gota se desprende del tubo La gota se desprende del tubo

en el instante en el que su peso en el instante en el que su peso iguala a las fuerzas de tensión iguala a las fuerzas de tensión superficial que la sostiene y que superficial que la sostiene y que actúan a lo largo de la actúan a lo largo de la circunferencia AB de contacto circunferencia AB de contacto con el tubo. Debido a que la con el tubo. Debido a que la gota no se rompe justo en el gota no se rompe justo en el extremo del tubo, sino más extremo del tubo, sino más abajo en la línea A’B’ de menor abajo en la línea A’B’ de menor diámetro y que no hay diámetro y que no hay seguridad de que el líquido seguridad de que el líquido situado entre los niveles AB y situado entre los niveles AB y A’B’ sea arrastrado por la gota, A’B’ sea arrastrado por la gota, la fórmula a emplear es la fórmula a emplear es P=kP=k22pi pi rr


Siendo “Siendo “P”P” el peso de la gota, y el peso de la gota, y ““k”k” un coeficiente de contracción un coeficiente de contracción que se ha de determinar que se ha de determinar experimentalmente.experimentalmente.

Esta es la denominada ley de Tate, Esta es la denominada ley de Tate, el peso de la gota es proporcional el peso de la gota es proporcional al radio del tubo “al radio del tubo “r”r” y a la tensión y a la tensión superficial del líquido.superficial del líquido.

EjemploEjemplo::10 gotas de agua tienen una masa de 586 mg 10 gotas de agua tienen una masa de 586 mg 10 gotas de aceite tienen una masa de 267 mg 10 gotas de aceite tienen una masa de 267 mg

La tensión superficial del aceite será:La tensión superficial del aceite será:

La tensión superficial del aceite es 0.033 N/mLa tensión superficial del aceite es 0.033 N/m


Factores Que Afectan La Tensión Superficial

LAS SUSTANCIAS TENSIOACTIVASLAS SUSTANCIAS TENSIOACTIVAS, disminuyen , disminuyen la tensión superficial del agua.la tensión superficial del agua.

LA TEMPERATURALA TEMPERATURA, , se relaciona en se relaciona en forma inversa con forma inversa con la tensión la tensión superficial.superficial.

LAS SALESLAS SALES, , aumentan la tensión aumentan la tensión superficial del agua.superficial del agua.


Tensión Superficial De Algunos Tensión Superficial De Algunos Líquidos A 20 ºC:Líquidos A 20 ºC:

LÍQUIDOLÍQUIDO (dina/cm)(dina/cm)

Agua, HAgua, H22O O 72,7572,75

Acetona, CO (CHAcetona, CO (CH33))22 23,723,7

Benceno, CBenceno, C66HH66 28,928,9

Nitrobenceno, CNitrobenceno, C66HH55NONO22 41,841,8


3.3.CapilaridadCapilaridad:: La capilaridad ocurre cuando el La capilaridad ocurre cuando el

extremo de un tubo capilar, o sea extremo de un tubo capilar, o sea un tubo de vidrio de pequeño un tubo de vidrio de pequeño calibre, se sumerge en un líquido. calibre, se sumerge en un líquido. Si las fuerzas adhesivas son Si las fuerzas adhesivas son mayores que las cohesivas, el mayores que las cohesivas, el líquido ascenderá por el tubo líquido ascenderá por el tubo hasta que se neutralicen entre si: hasta que se neutralicen entre si: las fuerzas las fuerzas adhesivas y el peso del líquido. adhesivas y el peso del líquido.


Haciendo un análisis de fuerzas en el Haciendo un análisis de fuerzas en el sistema vidrio-líquido y planteando sistema vidrio-líquido y planteando condiciones de equilibrio estático se condiciones de equilibrio estático se halla la siguiente fórmula:halla la siguiente fórmula:

Para los líquidos que mojan el vidrio, su Para los líquidos que mojan el vidrio, su ángulo de contacto se supone a 0°, y ángulo de contacto se supone a 0°, y sacando el (cos 0°) es 1, por lo que la sacando el (cos 0°) es 1, por lo que la ecuación anterior se reduce a:ecuación anterior se reduce a:


Donde:Donde: r = Radio del tubo capilar. r = Radio del tubo capilar. h = Altura medida desde el nivel h = Altura medida desde el nivel

del líquido en el tubo de del líquido en el tubo de ensaye, hasta el nivel del líquido ensaye, hasta el nivel del líquido en el tubo capilar. en el tubo capilar.

g = Aceleración de la gravedad. g = Aceleración de la gravedad.


4.4.HumedadHumedad:: La humedad atmosférica es la La humedad atmosférica es la

cantidad de vapor de agua existente cantidad de vapor de agua existente en el aire. Depende de la en el aire. Depende de la temperatura, de forma que resulta temperatura, de forma que resulta mucho más elevada en las masas de mucho más elevada en las masas de aire caliente que en las de aire frío. aire caliente que en las de aire frío. Se mide mediante un aparato Se mide mediante un aparato denominado higrómetro, y se denominado higrómetro, y se expresa mediante los conceptos de expresa mediante los conceptos de humedad absoluta, específica, o humedad absoluta, específica, o relativa del aire.relativa del aire.


5. 5. Punto de EbulliciónPunto de Ebullición:: El punto de ebullición de un El punto de ebullición de un

líquido a una presión líquido a una presión determinada, es la temperatura determinada, es la temperatura a la cual la presión de vapor a la cual la presión de vapor iguala a la presión aplicada. En iguala a la presión aplicada. En conclusión, en el punto de conclusión, en el punto de ebullición se cumple:ebullición se cumple:

Pvapor =

Pexterna


Punto De Ebullición De Punto De Ebullición De Diversos Líquidos A Una Diversos Líquidos A Una Presión De 1 atm:Presión De 1 atm:

COMPUESTOCOMPUESTO PUNTO DE EBULLICIÓNPUNTO DE EBULLICIÓN

Metanol CHMetanol CH33OHOH 64,564,5

Etanol, CHEtanol, CH33CHCH22OHOH 78,378,3

Agua, HAgua, H22OO 100,0100,0

Mercurio, HgMercurio, Hg 356,6356,6


6. 6. EvaporizaciónEvaporización:: En la evaporación las moléculas En la evaporación las moléculas

del líquido absorben energía del del líquido absorben energía del medio ambiente para pasar a medio ambiente para pasar a formar vapor. formar vapor.

Puede establecerse que la Puede establecerse que la evaporación aumenta con los evaporación aumenta con los siguientes factores: siguientes factores:

La superficieLa superficie, porque aumenta , porque aumenta el numero de moléculas en la el numero de moléculas en la posición adecuada para posición adecuada para escapar.escapar.


La temperaturaLa temperatura, porque las , porque las moléculas poseen mayor moléculas poseen mayor energía cinética y velocidad, energía cinética y velocidad, con la que su escape es mas con la que su escape es mas fácil.fácil.

La renovación del aire porque La renovación del aire porque se arrastran las moléculas se arrastran las moléculas evaporadas, y se evita la evaporadas, y se evita la condensación y por lo tanto, condensación y por lo tanto, que se alcance el equilibrio.que se alcance el equilibrio.


7. 7. ViscosidadViscosidad:: Los líquidos se caracterizan por Los líquidos se caracterizan por

una resistencia al flujo llamada una resistencia al flujo llamada viscosidad. viscosidad.

La viscosidad de un líquido La viscosidad de un líquido disminuye al aumentar la disminuye al aumentar la temperatura y aumenta al crecer temperatura y aumenta al crecer la presión. la presión.

La viscosidad también está La viscosidad también está relacionada con la complejidad de relacionada con la complejidad de las moléculas que constituyen el las moléculas que constituyen el líquido: es baja en los gases líquido: es baja en los gases inertes licuados y alta en los inertes licuados y alta en los aceites pesados.aceites pesados.


Viscosidad De Algunas Viscosidad De Algunas Sustancias:Sustancias:

SUSTANCIASUSTANCIA VISCOSIDADVISCOSIDAD

Agua, HAgua, H22OO 1,001,00

Etanol, CEtanol, C22HH55OHOH 1,251,25

Benceno, CBenceno, C66HH66 0,600,60

Cloroformo, CHClCloroformo, CHCl33 0,700,70


8. 8. SoluciónSolución:: Las soluciones son mezclas Las soluciones son mezclas

homogéneas de dos o más especies homogéneas de dos o más especies moleculares puras y distintas en la moleculares puras y distintas en la cual no se da la precipitación.cual no se da la precipitación.

Las soluciones incluyen diversas Las soluciones incluyen diversas combinaciones en que el sólido, el combinaciones en que el sólido, el líquido o el gas actúan como líquido o el gas actúan como disolvente o soluto, la disolvente o soluto, la homogeneidad de sus homogeneidad de sus componentes se considera desde componentes se considera desde un punto de vista de una escala un punto de vista de una escala molecular.molecular.


9.9.SolubilidadSolubilidad:: Otra propiedad física que permite Otra propiedad física que permite

conocer el tipo de enlace es la conocer el tipo de enlace es la solubilidad. Los compuestos con solubilidad. Los compuestos con enlace iónico son solubles en agua enlace iónico son solubles en agua y los que tienen enlace covalente y los que tienen enlace covalente se disuelven en otros compuestos se disuelven en otros compuestos covalentes. Esta propiedad tiene covalentes. Esta propiedad tiene varias excepciones, la fundamental varias excepciones, la fundamental es que las sustancias que tienen es que las sustancias que tienen moléculas con muchos átomos de moléculas con muchos átomos de oxígeno y que no son oxígeno y que no son macromoléculas son solubles en macromoléculas son solubles en agua porque los átomos de oxígeno agua porque los átomos de oxígeno se unen con los átomos de se unen con los átomos de hidrógeno del agua.hidrógeno del agua.


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