Curs 5Curs 5

I.I. STAREA LICHIDA, STAREA LICHIDA, FENOMENE SUPERFICIALEFENOMENE SUPERFICIALE

II.II. TRANSFORMARI DE FAZATRANSFORMARI DE FAZA

I. I. StareaStarea LichidaLichidaStareaStarea lichidalichida ocupaocupa o o pozitiepozitie intermediaraintermediara intreintre stareastarea gazoasagazoasa sisi ceacea solidasolida..

PrezintaPrezinta caracteristicicaracteristici comunecomune atatatat cu cu stareastarea gazoasagazoasa cat cat sisi ceacea solidasolida (ex. are (ex. are volumvolumpropriupropriu dardar nunu are forma are forma proprieproprie).).

ExistentaExistenta volumuluivolumului propriupropriu in in cazulcazul lichidelorlichidelor explicaexplica valoareavaloarea mare a mare a densitatiidensitatii lichidelorlichidelor((acelasiacelasi ordinordin de de marimemarime ca ca sisi in in cazulcazul solidelorsolidelor) ) comparativcomparativ cu a cu a gazelorgazelor..

ExistentaExistenta unuiunui volumvolum propriupropriu sisi absentaabsenta formeiformei propriiproprii in in cazulcazul lichidelorlichidelor sugereazasugereazaexistentaexistenta unorunor forte de forte de interactiuneinteractiune molecularamoleculara (forte (forte intermoleculareintermoleculare) ) maimai marimari decatdecat in in cazulcazul gazelorgazelor dardar maimai micimici decatdecat in in cazulcazul solidelorsolidelor..

ExistentaExistenta fortelorfortelor intermoleculareintermoleculare pepe de o de o parteparte ingradesteingradeste libertatealibertatea de de miscaremiscare a a moleculelormoleculelor iariar pepe de de altaalta parteparte, , avandavand intensitatiintensitati preaprea micimici, , nunu favorizeazafavorizeaza formareaformarea unorunorconfiguratiiconfiguratii molecularemoleculare spatialespatiale stabile. stabile.

Au o Au o structurastructura cvasicristalinacvasicristalina caracterizatacaracterizata printrprintr--oo ordineordine la mica la mica distantadistanta..

DimensiunileDimensiunile micimici ale ale configuratiilorconfiguratiilor ordonateordonate cece aparapar in in lichidelichide le le conferaconfera acestoraacestora un un timptimp de de viataviata scurtscurt (10(10--99 s).s).

In In interiorulinteriorul lichiduluilichidului existaexista golurigoluri care permit care permit moleculelormoleculelor sasa migrezemigreze intreintre unitatileunitatileordonateordonate..

DatoritaDatorita lipseilipsei ordiniiordinii la mare la mare distantadistanta, , lichidelelichidele nunu prezintaprezinta proprietatiproprietati anizotropeanizotrope ((exceptieexceptiefacfac doardoar cristalelecristalele lichidelichide).).

MiscareaMiscarea termicatermica esteeste prezentaprezenta in in lichidelichide dardar moleculelemoleculele se se miscamisca relativrelativ lent in lent in interiorulinteriorullichiduluilichidului..

Fig. 1 Fig. 1 VariatiaVariatia cu cu distantadistanta a a fortelorfortelor intermoleculareintermoleculare

ForteleFortele de de interactiuneinteractiune dintredintremoleculelemoleculele de de lichidlichid suntsunt de de naturanaturaelectrostaticaelectrostatica..

La La distantedistante rr22<d<r<d<r11distributia de distributia de sarcinasarcina a a moleculelormoleculelor favorizeazafavorizeazaaparitiaaparitia unorunor interactiuniinteractiuni de tip de tip atractivatractiv..

La La distantedistante micimici (d<r(d<r22) ) suprapunereasuprapunereaorbitalilororbitalilor molecularimoleculari duce la duce la aparitiaaparitiaunorunor forte repulsive.forte repulsive.

rr11rr22 rr00

Fenomene Fenomene superficialesuperficiale

FenomeneleFenomenele legate de legate de suprafatasuprafata de de separareseparare dintredintre un un lichidlichid sisi mediulmediul carecare--l l inconjoarainconjoara se se numescnumesc fenomenefenomene superficialesuperficiale..

FenomeneleFenomenele legate de legate de suprafatasuprafata de de separatieseparatie dintredintre un un lichidlichid sisi mediulmediul gazosgazos de de deasupradeasupra acestuiaacestuia se se numescnumesc fenomenefenomene de de suprafatasuprafata..

FenomeneleFenomenele legate de legate de suprafatasuprafata de de separatieseparatie dintredintre un un lichidlichid sisi peretiiperetii vasuluivasului in in care care acestaacesta se se gasestegaseste se se numescnumesc fenomenefenomene de de adeziuneadeziune sisi capilarecapilare..

I.1 I.1 Fenomene Fenomene de de suprafatasuprafataSuprafataSuprafata de de separatieseparatie dintredintre un un lichidlichid sisi mediulmediul gazosgazos in care in care acestaacesta esteeste

plasatplasat, , constituieconstituie suprafatasuprafata liberalibera a a lichiduluilichidului..

In In lichidelichide fortelefortele de de interactiuneinteractiune intermoleculareintermoleculare devindevin neglijabileneglijabile la o la o distantadistantaegalaegala cu cu razaraza de de actiuneactiune molecularamoleculara (r(r∝∝1010--99 m).m).

MoleculeleMoleculele de de lichidlichid interactioneazainteractioneaza doardoar in in cazulcazul in care in care suntsunt situate in situate in acceasiacceasisferasfera de de actiuneactiune molecularamoleculara..

Fig. 2Fig. 2

Fig. 3Fig. 3

r=r=razaraza de de actiuneactiunemolecularamoleculara

R=0R≠0R≠0

ρρgazgaz<<ρρlichidlichid => => fortelefortele de de interactiuneinteractiune molecularamoleculara gazgaz--lichidlichid suntsunt maimai micimici comparativcomparativ cu cu fortelefortele de de interactiuneinteractiune molecularamoleculara lichidlichid--lichidlichid..

FiecareFiecare moleculamolecula de de lichidlichid aflataaflata la d<r la d<r vava fifi supusasupusa uneiunei forte forte rezultanterezultante orientataorientataperpendicular perpendicular pepe suprafatasuprafata liberalibera a a lichiduluilichidului sisi indreptataindreptata sprespre interiorulinteriorul acestuiaacestuia..

MarimeaMarimea forteifortei rezultanterezultante crestecreste odataodata cu cu scadereascaderea distanteidistantei dintredintre moleculamolecula sisi suprafatasuprafataliberalibera a a lichiduluilichidului..

MoleculeleMoleculele siutuatesiutuate la la distantadistanta d<r d<r vorvor exercitaexercita o o presiunepresiune asupraasupra lichiduluilichidului numitanumitapresiunepresiune internainterna..

TotalitateaTotalitatea moleculelormoleculelor care care participaparticipa la la realizarearealizarea presiuniipresiunii interne interne formeazaformeaza paturapaturasuperficialasuperficiala a a lichiduluilichidului ((stratulstratul superficial).superficial).

PresiuneaPresiunea exercitataexercitata de de stratulstratul superficial are superficial are valorivalori foartefoarte marimari (11*10(11*1088 N/mN/m22).).

ValoareaValoarea mare a mare a presiuniipresiunii interne interne explicaexplica de de cece lichidelelichidele suntsunt practicpractic incompresibileincompresibile, , acesteaacestea fiindfiind puternicputernic comprimatecomprimate de de stratulstratul superficial.superficial.

TrecereaTrecerea uneiunei molecule din molecule din lichidlichid in in stratulstratul superficial superficial presupunepresupune efectuareaefectuarea unuiunuilucrulucru mecanicmecanic ((consumconsum de de energieenergie). ).

La La trecereatrecerea moleculeimoleculei in in stratulstratul superficial superficial energiaenergia cineticacinetica iariar energiaenergia potentialapotentiala a a acesteiaacesteia crestecreste..

La La trecereatrecerea moleculeimoleculei din din stratulstratul superficial in superficial in lichidlichid, , energiaenergia cineticacinetica a a moleculeimoleculei vavacrestecreste iariar energiaenergia potentialapotentiala se se vava diminuadiminua. .

MoleculeleMoleculele din din stratulstratul superficial au un surplus de superficial au un surplus de energieenergie potentialapotentiala comparativcomparativ cu cu restulrestul lichiduluilichidului..

StratulStratul superficial (ca superficial (ca intregintreg) are un surplus de ) are un surplus de energieenergie comparativcomparativ cu cu restulrestullichiduluilichidului..

EnergiaEnergia potentialapotentiala a a stratuluistratului superficial superficial esteeste proportionalaproportionala cu aria cu aria suprafeteisuprafetei liberelibere a a lichiduluilichidului::

SEps σ= (1)(1)

σσ==coeficientulcoeficientul de de tensiunetensiune superficialasuperficiala a a lichiduluilichidului [ ] [ ][ ] m

NmJ

SE

SI

SIpsSI 11

2===σ

In In stareastarea de de echilibruechilibru energiaenergia potentialapotentiala a a stratuluistratului superficial superficial esteeste minima.minima.

SuprafataSuprafata de de separareseparare lichidlichid mediulmediul extern se extern se curbeazacurbeaza tinzandtinzand sasa devinadevina sfericasferica la la echilibruechilibru..

O O suprafatasuprafata se se mentinementine curbacurba dacadaca asupraasupra acesteiaacesteia actioneazaactioneaza forte forte tangentetangente la la suprafatasuprafata sisi perpendiculareperpendiculare pepe conturulconturul acesteiaacesteia (forte de (forte de tensiunetensiune superficialasuperficiala).).

StratulStratul superficial al superficial al lichiduluilichidului se se comportacomporta ca o ca o membranamembrana elasticaelastica care care tindetinde sasamicsorezemicsoreze suprafatasuprafata liberalibera a a lichiduluilichidului..

Fig. 4Fig. 4

Fig. 5Fig. 5

Lichid gliceric Lichid gliceric îîn interiorul unui cadru n interiorul unui cadru de sârmă cu latura CD mobilăde sârmă cu latura CD mobilă.(.(Lăsată Lăsată îîn poz. Cn poz. C11DD11 se deplasează se deplasează îîn sensul n sensul micmicşşorării ariei suprafeorării ariei suprafeţţei libere a ei libere a peliculei).peliculei).⇒⇒forforţţele superficiale efectuează lucru ele superficiale efectuează lucru mecanic pe seama micmecanic pe seama micşşorării energiei orării energiei potenpotenţţialeialeLLSS = F= F··ΔΔxxLLSS = = σσ··ΔΔS S ⎬⎬ ⇒⇒ FF··ΔΔx = x = σσ··ΔΔS S ⇒⇒ FF··ΔΔx = x = σσ··ll··ΔΔx x ⇒⇒

F = F = σσ··ll (2)(2)•• Fenomenele superficiale exprimă Fenomenele superficiale exprimă evoluevoluţţia unui sistem spre o stare de ia unui sistem spre o stare de echilibru caracterizată printrechilibru caracterizată printr--un minim un minim energetic.energetic.

FFssFFss

GGLichidLichid (H(H22O)O)

acac

Fig. 6Fig. 6

I.2 I.2 Legea lui LaplaceLegea lui Laplace

RR

Fig. 7Fig. 7

σπσ RlFs 2== (3)(3)

RRR

SFp s σ

πσπ 222 ===Δ (4)(4)

PP00 PP00++ΔΔpp PP00--ΔΔpp

PierrePierre--Simon, marquis de Simon, marquis de LaplaceLaplace (1749(1749 ––1827): 1827): astronomastronom, , matematicianmatematiciansisi fizicianfizician francezfrancez..

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=Δ

21

11RR

p σ

Rp σ2=Δ

Rp σ=Δ

(5)(5)ReprezintaReprezinta expresiaexpresia generalagenerala a a presiuniipresiunii suplimentaresuplimentareexercitataexercitata sub o sub o suprafatasuprafata curbacurba..

RR11 sisi RR22 suntsunt razelerazele de de curburacurbura cece definescdefinesc suprafatasuprafatarespectivarespectiva ((valoareavaloarea maxima maxima sisi respectivrespectiv minima a minima a razelorrazelorde de curburacurbura) ) iariar grosimeagrosimea membraneimembranei esteeste neglijabilaneglijabila..

μμ

ppintint

ppextext

TT

Fig. 8Fig. 8

μRpT ⋅Δ

= (8)(8)

T=T=tensiuneatensiunea in in pereteleperetele vasuluivasului ((fortaforta tangentialatangentiala cece actioneazaactioneazapepe unitateaunitatea de de lungimelungime))

ΔΔpp==diferentadiferenta de de presiunepresiune ((ΔΔpp=pint=pint--pextpext))

μμ==grosimeagrosimea pereteluiperetelui vasuluivasului ((membranamembrana de de grosimegrosime finitafinita))

RR

Fig. 7Fig. 7

ObsObs: : CurburaCurbura uneiunei membrane membrane trebuietrebuie mentinutamentinuta de de o o anumitaanumita diferentadiferenta de de presiunepresiune!!!!!!

(6)(6)

(7)(7)

((membranamembrana de forma de forma sfericasferica))

((membranamembrana de forma de forma cilindricacilindrica))

μ2RpT ⋅Δ

= (9)(9)(forma (forma cilindricacilindrica)) (forma (forma sfericasferica))

((pentrupentru un un cilindrucilindru RR11==∞∞ => => ΔΔpp==σσ/R)/R)pentrupentru o o suprafatasuprafata planaplana RR11=R=R22==∞∞ => => ΔΔpp=0=0

ConsecinteConsecinte::

1) 1) TensiuneaTensiunea parietalaparietala esteeste proportionalaproportionala cu cu presiuneapresiunea sangeluisangelui sisi razaraza arereiarerei..

In In cazulcazul unuiunui anevrismanevrism, , crestereacresterea razeirazei artereiarterei duce la duce la crestereacresterea tensiuniitensiunii parietaleparietaleiariar candcand aceastaaceasta depasestedepaseste capacitateacapacitatea de de tensionaretensionare a a vasuluivasului apareapare rupturaruptura..

2) In 2) In cazulcazul alveoleloralveolelor pulmonarepulmonare::

Rp σ2=Δ

ΔΔpp==presiuneapresiunea aeruluiaerului alveolaralveolar

R=R=razaraza alveoleialveolei

ΔΔpp=12=12--24 24 torrtorr pentrupentru apaapa

ΔΔpp scadescade datoritadatorita surfactantuluisurfactantului pulmonarpulmonarprevenindprevenind colapsulcolapsul alveoleloralveolelor ((““catastrofacatastrofaspatiilorspatiilor alveolarealveolare”” esteeste determinatadeterminata de de faptulfaptul ca ca razaraza alveolaraalveolara esteeste inversinvers proportionalaproportionala cu cu presiuneapresiunea iariar alveolelealveolele tindtind sasa se se autocolabeze)laautocolabeze)lasfarsitulsfarsitul expiratieiexpiratiei..

SurfactantulSurfactantul pulmonarpulmonar esteeste un un lichidlichid cu cu proprietatiproprietatitensioactivetensioactive care care acoperaacopera suprafatasuprafata plamanilorplamanilor..

CresteCreste compliantacomplianta pulmonarapulmonara sisi reduce reduce travaliultravaliulrespirator (respirator (compliantacomplianta pulmonarapulmonara--ΔΔVVpulmpulm//ΔΔpp))

PrevinePrevine colapsulcolapsul alveoleloralveolelor la la sfarsitulsfarsitul expiratieiexpiratieiasigurandasigurand o o valoarevaloare aproximativaproximativ constantaconstanta a a presiuniipresiunii LaplaceLaplace prinprin modificareamodificarea concentratieiconcentratiei de de surfactant in surfactant in timpultimpul procesuluiprocesului de de respiratierespiratie..Fig. 9Fig. 9

I.3 I.3 SurfactantiSurfactantiSurfactantiiSurfactantii suntsunt compusicompusi chimicichimici care au care au rolulrolul de a reduce de a reduce coeficientulcoeficientul

de de tensiunetensiune superficialasuperficiala..

SuntSunt molecule molecule hidrocarbonatehidrocarbonate care care prezintaprezinta o o gruparegrupare ionicaionica la la unulunul din din capetecapete..

GrupareaGruparea ionicaionica esteeste hidrofilahidrofila iariar radicalulradicalul hidrocarbonathidrocarbonat esteeste hidrofobhidrofob..

ProprietatileProprietatile surfactantilorsurfactantilor::

••AdsorbtiaAdsorbtia..

••UdareaUdarea suprafetelorsuprafetelor..

Fig. 10Fig. 10

In cazul detergentilor sau sapunuluiprin reducerea tesiunii superficiale a apei faciliteaza ca aceasta sapenetreze mai usor tesaturile.

Penetreaza “mizeria” din tesaturi (in mare parte formata din uleiuri sigrasimi) facilitand indepartareaacesteia.

Fig. 11Fig. 11

I.4 I.4 Tensiunea superficială a lichidelor Tensiunea superficială a lichidelor şşi solui soluţţiiloriilor

••Scade odată cu creScade odată cu creşşterea temperaturii (terea temperaturii (→→ 0 la t0 la tcriticăcritică))..

•• Scade odată cu creScade odată cu creşşterea concentraterea concentraţţiei solvituluiiei solvitului•• Depinde de natura substanDepinde de natura substanţţei (solventului ei (solventului şşi solvitului)i solvitului)

•• Tensiunea superficială a apei Tensiunea superficială a apei →→ mare mare (datori(datorită legăturilor de hidrogen dintre tă legăturilor de hidrogen dintre moleculele de apămoleculele de apă))•• ÎÎn privinn privinţţa influena influenţţei solvitului ei solvitului →→ 3 cazuri:3 cazuri:

-- Nu modifică tensiunea superficială Nu modifică tensiunea superficială (ex. (ex. zahăr dizolvzahăr dizolv. . îîn apăn apă))-- MăreMăreşşte tensiunea superficială te tensiunea superficială (cazul solu(cazul soluţţiilor apoase de iilor apoase de

electrolielectroliţţi)i)-- MicMicşşorează tensiunea superficială orează tensiunea superficială (ex. solu(ex. soluţţii apoase de soluii apoase de soluţţii ii

organice polare)organice polare)•• SubstanSubstanţţele care prin adăugarea lor scad considerabil tensiunea superficele care prin adăugarea lor scad considerabil tensiunea superficială a ială a solusoluţţiei, se numesc TENSIOACTIVE.iei, se numesc TENSIOACTIVE.

σσ(1

0(1

0--33

N/m

)N

/m)

Fig. 12Fig. 12

•• SUBSTANSUBSTANŢŢELE TENSIOACTIVE : acizi graELE TENSIOACTIVE : acizi graşşi cu lani cu lanţţuri lungi de C, auri lungi de C, alcooli, lcooli, săruri săruri biliare,etc. biliare,etc.

ExplicaExplicaţţie:ie:

La La îîntâlnirea dipolilor apei, moleculele polare ale lichidelor organntâlnirea dipolilor apei, moleculele polare ale lichidelor organice se ice se orientează cu grupele polare una orientează cu grupele polare una îîn fan faţţa celeilalte ceea ce duce la o interaca celeilalte ceea ce duce la o interacţţiune iune (desemna(desemnată prin termenul de hidrofilietă prin termenul de hidrofilie) c) care se manifestă printrare se manifestă printr--o bună o bună solubilitate a acestor lichide solubilitate a acestor lichide îîn apăn apă. .

Aceste molecule pătrund Aceste molecule pătrund îîntre dipolii apei, sntre dipolii apei, slăbind forlăbind forţţele intermoleculare ele intermoleculare îîn n stratul superficial, ceea ce duce la micstratul superficial, ceea ce duce la micşşorarea tensiunii superficiale (orarea tensiunii superficiale (îîn măsură cu n măsură cu atât mai mare cu cât este mai mare concentraatât mai mare cu cât este mai mare concentraţţia soluia soluţţiei).iei).

Pătrund Pătrund îîntre dipolii apei din stratul superficial unde se aglomerează ntre dipolii apei din stratul superficial unde se aglomerează →→adsorbadsorbţţie pozitivăie pozitivă..

Concluzie:Concluzie:ÎÎn contact cu apa,n contact cu apa, gruparea polară gruparea polară (hidrofi(hidrofilălă) s) se orientează e orientează îîn stratul n stratul

superficial spre faza apoasăsuperficial spre faza apoasă, i, iar cea nepolară ar cea nepolară (hidrofo(hidrofobăbă) s) spre partea opusăpre partea opusă..

••Cantitatea de substanCantitatea de substanţţă adsorbită ă adsorbită îîn stratul superficial este o funcn stratul superficial este o funcţţie ie dependentă dependentă (cres(crescătoare cătoare ) de concentra) de concentraţţia soluia soluţţiei.iei.••DacăDacă: c: c↑↑ ⇒⇒ Madsorbită Madsorbită ↑↑ ⇒⇒ Tens. Sup.Tens. Sup.↓↓••Are loc până când suprafaAre loc până când suprafaţţa liberă este a liberă este ““saturatăsaturată””. A. Astfel,T ajunstfel,T ajunge la o ge la o valoare minimăvaloare minimă..••Coeficientul de adsorbCoeficientul de adsorbţţie : a = ie : a = -- c/Tc/T··R R ·· ddσσ/dc /dc →→ RelaRelaţţia lui Gibbsia lui Gibbs

Fig. 13Fig. 13

••Fenomenul invers, când substanFenomenul invers, când substanţţele care măresc tensiunea superficială ele care măresc tensiunea superficială se se îîndepărtează de suprafandepărtează de suprafaţţă spre profunzime ă spre profunzime →→ adsorbadsorbţţie negativăie negativă..

I.5 I.5 ImportanImportanţţa tensiunii superficiale a tensiunii superficiale îîn medicinăn medicină::

•• Coeficientul de tensiune superficială a lichidelor biologice dinCoeficientul de tensiune superficială a lichidelor biologice dinorganismul uman este organismul uman este îîn general mai mic decât al apei (n general mai mic decât al apei (ceea ce ceea ce probează că moleculele de interes biologic sunt agenprobează că moleculele de interes biologic sunt agenţţi i tensioactivi).tensioactivi).

•• Organismul uman dispune de două categorii mari de agenOrganismul uman dispune de două categorii mari de agenţţi i tensioactivi:tensioactivi:SubstanSubstanţţe care ace care acţţionează ionează îîn mod secundar ca agenn mod secundar ca agenţţi tensioactivi. i tensioactivi. ÎÎn această categorie intră majoritatea substann această categorie intră majoritatea substanţţelor metabolizate de elor metabolizate de către organism ajunse către organism ajunse îîn stadiul de acizi organici. n stadiul de acizi organici. Principii alimentari Principii alimentari îîn special lipidele n special lipidele şşi glucidele pe măsură ce sunt i glucidele pe măsură ce sunt oxidate trec prin stadiul de catabolioxidate trec prin stadiul de cataboliţţi acizi, substani acizi, substanţţe care joacă un e care joacă un rol tensioactiv. Arol tensioactiv. Astfel scad tensiunea superficială a mediilor stfel scad tensiunea superficială a mediilor îîn care n care se află se află şşi favorizează procesele de permeabilitatei favorizează procesele de permeabilitate..SubstanSubstanţţe care au ca rol principal e care au ca rol principal îîn organism scăderea tensiunii n organism scăderea tensiunii superficiale a lichidelor biologice. superficiale a lichidelor biologice. ÎÎn această categorie intră acizii n această categorie intră acizii biliari, acidul glicocolic biliari, acidul glicocolic şşi taurocolic care formează cu ionii i taurocolic care formează cu ionii metalelor alcaline săruri solubile metalelor alcaline săruri solubile îîn apă n apă (glicocolat de Na, (glicocolat de Na, taurocolat de Na), substantaurocolat de Na), substanţţe puternic tensioactive.e puternic tensioactive.

••Acizii biliari care sunt eliminaAcizii biliari care sunt eliminaţţi prin coledoc i prin coledoc îîn duoden n duoden îîntâlnesc bolul ntâlnesc bolul alimentar ( conalimentar ( conţţine lipide aproape ine lipide aproape îîn totalitate nedigerate) n totalitate nedigerate) şşi vor contribui i vor contribui la scăderea tensiunii superficiale a grăsimilor alimentarela scăderea tensiunii superficiale a grăsimilor alimentare, ceea ce , ceea ce uuşşurează emulsionarea lorurează emulsionarea lor. A. Această emulsionare are ca efect ceastă emulsionare are ca efect transformarea grăsimilor transformarea grăsimilor îîn particule cu volume foarte mici n particule cu volume foarte mici şşi cu i cu suprafasuprafaţţa de contact cu mediul de arie foarte mare. Astfe, aria interfea de contact cu mediul de arie foarte mare. Astfe, aria interfeţţelor elor grăsimilor se măregrăsimilor se măreşşte considerabil prin emulsionare iar acestea pot fi mai te considerabil prin emulsionare iar acestea pot fi mai eficient metabolizate.eficient metabolizate.

ObservaObservaţţii:ii:

Tens. superf. condiTens. superf. condiţţionează permeabilitatea membranelorionează permeabilitatea membranelor, schimbul , schimbul dintre celule dintre celule şşi mediul interstii mediul interstiţţial. ial.

Subst. tensSubst. tensioactive favorizează permeabilitatea membranelorioactive favorizează permeabilitatea membranelor, absorb, absorbţţia ia intestinală intestinală →→ o serie de medicamente se administrează cu subst o serie de medicamente se administrează cu subst. . tensioactive.tensioactive.

Anestezicele (subst. tensAnestezicele (subst. tensioact.) deteioact.) determină scăderea tensiunii rmină scăderea tensiunii superficiale a sângelui.superficiale a sângelui.

Lichidele din organism au tensiuni superficiale < decât a apei Lichidele din organism au tensiuni superficiale < decât a apei →→ se se modifică modifică îîn cazul stărilor patologicen cazul stărilor patologice..

Ex. UEx. Urina normală are tensrina normală are tens. sup ~ 70. sup ~ 70··1010--33 N/m. N/m. ÎÎn cazul unor afecn cazul unor afecţţiuni iuni (icter, (icter, leziuni hepatice) datorleziuni hepatice) datorită apariită apariţţiei unor acizi iei unor acizi şşi săruri biliare i săruri biliare →→5050··1010--33 N/mN/m

I.6 I.6 InterfaInterfaţţa solida solid--lichidlichid, , Fenomene capilareFenomene capilare••Fenomenele superficiale care au loc la contactul dintre lichide Fenomenele superficiale care au loc la contactul dintre lichide şşi solide i solide →→ fenomene de udarefenomene de udare

••La contactul dintre solid La contactul dintre solid şşi lichid apar fori lichid apar forţţe de coeziune Fe de coeziune FCC îîntre ntre moleculele lichidului moleculele lichidului şşi fori forţţe de adeziune Fe de adeziune FAA îîntre moleculele lichidului ntre moleculele lichidului şşi i ale solidului.ale solidului.

••ÎÎn raport cu lichidele, o suprafan raport cu lichidele, o suprafaţţă solidă poate fiă solidă poate fi::

Liofilă Liofilă (hidrofi(hidrofilălă) (F) (FAA> F> FCC), ), udă pereudă pereţţii vasului (lii vasului (lichidul aderă la ichidul aderă la suprafasuprafaţţa solidului)a solidului)

Indiferentă Indiferentă (caz (caz ideal)ideal)Liofobă Liofobă (hidrofo(hidrofobăbă) (F) (FAA< F< FCC), ), evită contactul cu pereevită contactul cu pereţţii vasului ii vasului

(lichidul (lichidul nu aderă la solidnu aderă la solid).).

OBS.OBS.ÎÎn imediata vecinătate a peren imediata vecinătate a pereţţilor vasului meniscul devineilor vasului meniscul devine::

concav (concav (îîn raport cu aerul)n raport cu aerul) la lichidele care udă pere la lichidele care udă pereţţii vasului ii vasului convex la lichidele care nu udă pereconvex la lichidele care nu udă pereţţii vasului.ii vasului.

Fig. 14Fig. 14

h = gr ⋅⋅

⋅ρσ2

(10)(10) ((legealegea luilui JurainJurain))

AplicaAplicaţţii:ii:Există unele substanExistă unele substanţţe numite e numite „„agenagenţţi udani udanţţii”” care introduse care introduse îîn lichide n lichide favorizează udarea unor solidefavorizează udarea unor solide..Macromoleculele mediilor biologice au o structură complexăMacromoleculele mediilor biologice au o structură complexă, a, asimetricăsimetrică→→ grupări polare grupări polare (ionizante): carboxil (ionizante): carboxil −−COOHCOOH−− , amino , amino −−NHNH22

++ , hidroxil , hidroxil ––OHOH−− , sunt hidrofile (atrag , sunt hidrofile (atrag îîn jur molecule de apăn jur molecule de apă).).→→ grupări nepolare grupări nepolare: g: grupări hidrocarbonice rupări hidrocarbonice CH sunt hidrofobe CH sunt hidrofobe (interac(interacţţ. mai puternic . mai puternic îîntre ele decât cu apa)ntre ele decât cu apa)

≡

••Efect hidrofob Efect hidrofob →→ macromoleculele biologice macromoleculele biologice îîn mediu apos tind să se n mediu apos tind să se ““pliezeplieze”” şşi să se plaseze astfel i să se plaseze astfel îîncât să expună spre mediu cât mai multe ncât să expună spre mediu cât mai multe grupări hidrofile grupări hidrofile şşi să i să ““orientezeorienteze”” spre zone interioare grupări hidrofobe spre zone interioare grupări hidrofobe..

••Ex. Proteinele membranare intrinseci care expun spre mediile intEx. Proteinele membranare intrinseci care expun spre mediile intern ern şşi i extern apoase grupări hidrofile iar spre interiorul membranar grextern apoase grupări hidrofile iar spre interiorul membranar grupări upări hidrofobe.hidrofobe.

OBS.OBS.

Macromoleculele se organizează astfel Macromoleculele se organizează astfel îîncât ncât îîmpreună cu solventul să mpreună cu solventul să atingă o energie potenatingă o energie potenţţială termodinamică minimăială termodinamică minimă..→→ interacinteracţţiunile dintre mediul apos iunile dintre mediul apos şşi macromolecule au loc până la i macromolecule au loc până la degajarea unei cantitădegajarea unei cantităţţi mari de energie când se formează un număr mare i mari de energie când se formează un număr mare de legăturide legături..

II. II. TRANSFORMARI DE FAZATRANSFORMARI DE FAZA

II.1 Faze ale II.1 Faze ale unuiunui sistemsistem termodinamictermodinamicO O fazafaza a a unuiunui sistemsistem termodinamictermodinamic esteeste o o regiuneregiune omogenaomogena a a sistemuluisistemului

termodinamictermodinamic in care in care proprietatileproprietatile fizicefizice suntsunt aceleasiaceleasi..

O O fazafaza materialamateriala a a unuiunui sistemsistem poatepoate fifi alcatuitaalcatuita dintrdintr--oo substantasubstanta purapura sausau un un amestecamestec de de substantesubstante (ex. o (ex. o solutiesolutie chimicachimica omogenaomogena reprezintareprezinta o o fazafaza formataformatadin din douadoua ss--au au maimai multemulte substantesubstante chimicechimice iariar un un amestecamestec de de nisipnisip sisi saresare nunureprezintareprezinta o o fazafaza cici un un amestecamestec de de douadoua faze).faze).

ExempleExemple de faze:de faze:

••SolidaSolida, , lichidalichida sisi gazoasagazoasa (determinate de (determinate de stareastarea de de agregareagregare a a sistemuluisistemuluiconsideratconsiderat) () (celecele maimai familiarefamiliare).).

••Plasma, Plasma, superlichidelesuperlichidele, , supersolidelesupersolidele, , stareastarea paramagneticaparamagnetica si/sausi/sauferomagneticaferomagnetica a a materialelormaterialelor magneticemagnetice ((exempleexemple maimai putinputin familiarefamiliare).).

IntensitateaIntensitatea interactiunilorinteractiunilor dintredintre particuleleparticulele constituenteconstituente ale ale sistemuluisistemuluitermodinamictermodinamic depindedepinde de de stareastarea de de agregareagregare a a sistemuluisistemului termodinamictermodinamic..

structurastructura cristalinacristalina ((solidesolide cristalinecristaline))

SolideleSolidelestructurastructura amorfaamorfa ((solidesolide amorfeamorfe))

Fig.11 Fig.11 StructuraStructura solidasolida amorfaamorfa((stangastanga) ) sisi structurastructura solidasolida cristalinacristalina((dreaptadreapta) )

SolideSolide cristalinecristaline::••simetrie de aranjare a atomilor,simetrie de aranjare a atomilor,••dispunere: reguladispunere: regulatătă, c, continuă ontinuă şşi i periodică a particulelor periodică a particulelor îîn cristale (dat. n cristale (dat. forforţţelor de inter. foarte puternice)elor de inter. foarte puternice),,••particulele se aranjează aparticulele se aranjează a..îî. Epot = min . Epot = min (cristalul este stabil)(cristalul este stabil)•• proprietăproprietăţţi:i: -- anizotropieanizotropie••punctpunct de de topiretopire binebine determinatdeterminat..

SolideSolide amorfeamorfe::••nu au o simetrie de aranjare a particulelornu au o simetrie de aranjare a particulelor,,••dispunere: haotidispunere: haotică a particulelor că a particulelor componentecomponente îîn tot volumul corpuluin tot volumul corpului,,••ordine localăordine locală,,••dispunerea este asemănătoare cu cea a dispunerea este asemănătoare cu cea a particulelor particulelor îîn lichide, dar n lichide, dar îîn corpurile n corpurile amorfe au o mobilitate mult mai mică amorfe au o mobilitate mult mai mică (sticla).(sticla).

Fig. 16 Fig. 16 StructuraStructuracristalinacristalina a a cloruriicloruriide de sodiusodiu ((NaClNaCl))

PolimorfismulPolimorfismul reprezintareprezinta capacitateacapacitatea solidelorsolidelor cristalinecristaline de a de a aveaavea douadoua sausau maimai multemulte structuristructuricristalinecristaline..

PolimorfismulPolimorfismul esteeste important in important in procesulprocesul de de fabricarefabricare a a componentelorcomponentelor farmaceuticefarmaceutice ((numeroasenumeroasemedicamentemedicamente primescprimesc aprobareaprobare doardoar pentrupentru o o anumitaanumita forma forma cristalinacristalina))

AlotropiaAlotropia esteeste proprietateaproprietatea unorunor elementeelemente chimicechimice de a de a aveaavea douadoua sausau maimai multemulte structuristructuri ((cristalinecristalinesausau amorfeamorfe).).

AlotropiaAlotropia reprezintareprezinta un un cazcaz particular al particular al polimorfismuluipolimorfismului..

Fig.17 Fig.17 FormeleFormele alotropealotrope ale ale structuriistructurii cristalinecristaline ale ale carbonuluicarbonului

••DiamantulDiamantul sisi grafitulgrafitul suntsunt formeforme alotropealotrope ale ale carbonuluicarbonului..

••ProprietatileProprietatile fizicefizice ale ale acestoraacestora suntsunt determinate de determinate de structurastructura lorlor cristalinacristalina..

ExempluExemplu::

DiamantulDiamantul esteeste mineralulmineralul cu cu ceacea maimai mare mare duritateduritate in in timptimp cece grafitulgrafitul are o are o duritateduritate foartefoarte mica.mica.

DiamantulDiamantul esteeste un bun un bun izolatorizolator electric in electric in timptimp cece grafitulgrafitul esteeste un bun un bun conductor electric.conductor electric.

DiamantulDiamantul esteeste transparent, transparent, grafitulgrafitul esteeste opacopac..

DiamantulDiamantul esteeste un bun un bun abrazivabraziv in in timptimp cece grafitulgrafitul esteeste un bun un bun lubrefiantlubrefiant..

In In conditiiconditii normalenormale de de presiunepresiune sisi temperaturatemperatura grafitulgrafitul esteeste stabilstabil iariardiamantuldiamantul esteeste instabilinstabil trecandtrecand in in grafitgrafit ((procesulprocesul de de transformaretransformare suferitsuferit de de diamantdiamant in in conditiiconditii normalenormale de de presiunepresiune sisi temperaturatemperatura esteeste extremextrem de lent).de lent).

In In structurastructura de tip de tip diamantdiamant fiecarefiecare atom de carbon atom de carbon esteeste inconjuratinconjurat de de altialti patrupatruatomiatomi de carbon de carbon formandformand cu cu acestiaacestia legaturilegaturi covalentecovalente puterniceputernice (C(C--C).C).

In In gazulgazul grafituluigrafitului fiecarefiecare atom de carbon atom de carbon esteeste inconjuratinconjurat doardoar de de treitrei atomiatomi de de carbon carbon formanduformandu--se se douadoua legaturilegaturi CC--C C sisi o o legaturalegatura C=C. In C=C. In acestacest cazcaz atomiiatomii de de carbon carbon suntsunt aseztiasezti in plane in plane suprapusesuprapuse care pot care pot alunecaaluneca usorusor uneleunele pestepeste altelealtele..

II.2 II.2 TransformariTransformari de de fazafaza

ΔΔQ=Q=ΔΔU+W (12)U+W (12)

SchimbulSchimbul de de calduracaldura dintredintre un un sistemsistem termodinamictermodinamic sisi mediulmediul exterior duce in exterior duce in general la general la modificareamodificarea parametrilorparametrilor de stare a de stare a sistemuluisistemului termodinamictermodinamic (ex. (ex. temperaturatemperatura))

SchimbulSchimbul de de calduracaldura ((energieenergie) cu ) cu exteriorulexteriorul poatepoate determinadetermina sisi trecereatrecereasistemuluisistemului termodinamictermodinamic dintrdintr--oo fazafaza in in altaalta (ex. (ex. modificareamodificarea stariistarii de de agregareagregare).).

Fig. 18 Fig. 18 VariatiaVariatia in in timptimp a a temperaturiitemperaturiiin in procesulprocesul de de topiretopire a a ghetiighetii

•• In In procesulprocesul de de topiretopire temperaturatemperaturaramaneramane constantaconstanta

•• ProcesulProcesul de de topiretopire nunu esteesteinstantaneuinstantaneu..

SOLIDSOLID LICHIDLICHID

GAZGAZ

topiretopiresolidificaresolidificare

vaporizarevaporizare

condensarecondensare

sublimaresublimare

desublimaredesublimare

Fig. 19 Fig. 19 TransformariTransformari de de fazafaza intreintre starilestarile de de agregareagregare solidasolida, , lichidalichida sisi gazoasagazoasa

ToateToate transformariletransformarile de de fazafaza ale ale sistemuluisistemului termodinamictermodinamic determinadetermina o o modificaremodificare a a energieienergiei interne in interne in sistemsistem..

EnergiaEnergia necesaranecesara pentrupentru a produce o a produce o transformaretransformare de stare = de stare = calduracaldura latentalatenta de de transformaretransformare..

CalduraCaldura latentalatenta a a uneiunei tranzitiitranzitii ((transformaritransformari de de fazafaza) ) depindedepinde de:de:

-- masamasa sistemuluisistemului,,

-- naturanatura substanteisubstantei din care din care esteeste alcatuitalcatuit sistemulsistemul,,

-- naturanatura transformariitransformarii..

Q=Q=λλm (13)m (13)

II.2.1 II.2.1 TopireaTopirea sisi solidificareasolidificarea

FenomenulFenomenul de de topiretopire sisi procesulprocesul inversinvers de de solidificaresolidificare au loc la au loc la temperaturatemperaturaconstantaconstanta in in cazulcazul solidelorsolidelor cristalinecristaline..

TTtopiretopire==TTsolidificaresolidificare=constant (P=constant)=constant (P=constant)

La T=La T=TTtopiretopire stareastarea solidasolida sisi ceacea lichidalichida suntsunt in in echilibruechilibru

PunctulPunctul de de topiretopire depindedepinde de de valoareavaloarea presiuniipresiunii..

(14)(14)

Fig. 20 Fig. 20 CurbaCurba de de topiretopire pentrupentruapaapa purapura in in absentaabsenta aeruluiaerului

TemperaturaTemperatura de de topiretopire scadescade usorusorodataodata cu cu crestereacresterea presiuniipresiunii..

mQ

st =)(λ

(a) (b)

Fig. 21 Fig. 21 VariatiaVariatia in in timptimp a a temperaturiitemperaturii pentrupentru un solid un solid cristalincristalin (a) (a) sisi respectivrespectivamorfamorf (b)(b)

Corpuri amorfe:Corpuri amorfe:••tranzitranzittia ia îîn starea lichidn starea lichidaa se realizeazse realizeazaa treptattreptat,,••la la îîncncaalzire se lzire se îînmoaie nmoaie treptattreptat ssi i îîn final devin lichiden final devin lichide,,••îîn timpul topirii corpurile amorfe n timpul topirii corpurile amorfe →→ TTt t crecreşşte astfel te astfel îîncât Tncât Ttt ≠≠ constantconstant,,••la solidificare, temperatura scade constantla solidificare, temperatura scade constant..

EutecticeEutectice••TTtt a unei substana unei substantte depinde de puritatea ei.e depinde de puritatea ei.DefiniDefinittie:ie:CompoziCompozittia aliajului sau amestecului care corespunde punctului ia aliajului sau amestecului care corespunde punctului valoriivalorii minimeminime TTtt,,se numese numesste eutectic.te eutectic.•• ÎÎn tehnicn tehnicaa →→ amestecurile eutectice amestecurile eutectice –– foarte importante foarte importante îîn special n special îîn cazul n cazul amestecurilor sub formă de pulbere a camestecurilor sub formă de pulbere a caaror temperaturror temperaturaa corespunzătoare corespunzătoare eutecticului se găseeutecticului se găseşşte la temperatura camerei.te la temperatura camerei.

II.2.2 II.2.2 VaporizareaVaporizarea sisi condensareacondensarea•• Trecerea unei substanTrecerea unei substanţţe din stare lichidă e din stare lichidă îîn stare de vapori cu abs.n stare de vapori cu abs. de căldură de căldură →→VAPORIZARE.VAPORIZARE.

•• Procesul invers:Procesul invers: CONDENSARE.CONDENSARE.

Vaporizarea la suprafaVaporizarea la suprafaţţa lichidului a lichidului →→ EVAPORARE.EVAPORARE.

Vapori saturanVapori saturanţţii →→ vaporii aflavaporii aflaţţi i îîn echilibrul dinamic cu lichidul din care provin n echilibrul dinamic cu lichidul din care provin (ps). Vaporii saturan(ps). Vaporii saturanţţi sunt i sunt îîn contact cu lichidul n contact cu lichidul şşi au o presiune maximăi au o presiune maximă..

Vapori nesaturanVapori nesaturanţţii →→ sunt acei vapori care nu sunt sunt acei vapori care nu sunt îîn contact cu lichidul n contact cu lichidul propriu propriu şşi au o presiune mai mică decât cea a vaporilor saturani au o presiune mai mică decât cea a vaporilor saturanţţi.i.

Pentru ca vaporizarea să aibă loc la o temperatură constantăPentru ca vaporizarea să aibă loc la o temperatură constantă, e, este necesară ste necesară furnizarea unei energii calorice lichidului.furnizarea unei energii calorice lichidului.

CCaaldura latentldura latentaa de vaporizarede vaporizare: : (15)(15)

FIERBEREA FIERBEREA →→ procesul de vaporizare care are loc procesul de vaporizare care are loc îîn toată masa lichiduluin toată masa lichidului..Temperatura la care fierbe lichidul este constantă Temperatura la care fierbe lichidul este constantă in in conditiiconditii fizicefizice datedate..

mQ

v =λ

OBS:OBS:

•• Dacă presiunea deasupra lichidului este Dacă presiunea deasupra lichidului este presiuneapresiunea normalănormală, a, adică de dică de 1 atm, 1 atm, temperatura la care fierbe lichidul se numetemperatura la care fierbe lichidul se numeşşte temperatură normală de fierberete temperatură normală de fierbere. . Odată cu creOdată cu creşşterea presiunii exterioare temperatura de fierbere va creterea presiunii exterioare temperatura de fierbere va creşşte de te de asemenea asemenea şşi invers.i invers.•• Spre deosebire de vaporizarea Spre deosebire de vaporizarea îîn vid, n vid, îîn atmosferă gazoasă evaporarea se face n atmosferă gazoasă evaporarea se face mai lent. Dmai lent. Dacă se face acă se face îîntrntr--un volum limitat, ea se produce la fel ca un volum limitat, ea se produce la fel ca şşi i îîn cazul n cazul îîn n care scare s--ar face ar face îîn vid,n vid, până când presiunea vaporilor din incintă devine egală cu până când presiunea vaporilor din incintă devine egală cu presiunea vaporilor saturanpresiunea vaporilor saturanţţi.i.

APLICAAPLICAŢŢIE:IE:

autoclautoclaave ve →→temperatura de fierbere a apei atinge 131temperatura de fierbere a apei atinge 131°°C C şşi permite sterilizarea mai i permite sterilizarea mai bunăbună, distrugând , distrugând şşi bacteriile rezistente la temperatura normală de fierbere a apei bacteriile rezistente la temperatura normală de fierbere a apei.i.

Fig. 22 Fig. 22 CurbaCurba de de vaporizarevaporizarepentrupentru apaapa purapura

II.2.3 II.2.3 SublimareaSublimarea sisi desublimareadesublimareafaza solidă → faza gazoasă → SUBLIMARE

faza solidă ← faza gazoasă ← DESUBLIMARE

II.3 II.3 StareaStarea criticacritica, , punctulpunctul triplutriplu al al substanteisubstantei

Fig. 23 Fig. 23 IzotermeleIzotermele luilui AndrewsAndrews

- ScScaaderea temperaturii + crederea temperaturii + cressterea presiunii terea presiunii deasupra unui lichid favorizeazdeasupra unui lichid favorizeazaatransformarea din gaz transformarea din gaz îîn lichid.n lichid.

izoterma criticăizoterma critică::deasupra ei deasupra ei →→ poate fi numai gazpoate fi numai gazsub ea sub ea →→ gazul poate fi lichefiat prin gazul poate fi lichefiat prin mărirea presiuniimărirea presiunii..

TTcriticcritic(H(H22O)= O)= 647,4 K647,4 K, P, Pcriticcritic(H(H22OO)=219.13 )=219.13 atmatm

GazeleGazele::-- departe de izot. crit. departe de izot. crit. →→ gaze idealegaze ideale-- aproape de izot. crit. aproape de izot. crit. →→ gaze realegaze reale

SubstanteSubstante care care sublimeazasublimeaza: : naftalinanaftalina (C(C1010H8), H8), gheagheaţţaacarbonicacarbonica (CO(CO22), ), arsenicularsenicul (As).(As).

Fig. 24 Fig. 24 PunctulPunctul triplutriplu al al apeiapei

••PunctulPunctul de de pepe diagramadiagrama de de fazafaza undeunde celeceletreitrei staristari ((lichidalichida, , solidasolida sisi gazoasagazoasa) ) coexistacoexistain in echilibruechilibru..

P(HP(H22O) = 4,579 mm Hg et T(HO) = 4,579 mm Hg et T(H22O) = 0,0100 O) = 0,0100 °° C.C.

••Din diagramă se observă căDin diagramă se observă că, la diferite presiuni , la diferite presiuni şşi i temperaturi, pot existatemperaturi, pot exista câte două faze câte două faze îîn echilibru: solidn echilibru: solid--lichid, lichidlichid, lichid--vapori sau solidvapori sau solid--vapori.vapori.••Există un singur punctExistă un singur punct, punctul triplu, , punctul triplu, inin care pot coexista care pot coexista cele 3 faze cele 3 faze in in echilibruechilibru..

DiagramaDiagrama de de fazafaza a a apeiapei sisi a a dioxiduluidioxidului de carbonde carbon

HH22OOlichidlichid

punctulpunctul triplutriplu

solidsolidvaporivapori

P (P (atmatm))

t (t (ooCC))

punctulpunctul triplutriplu

vaporivaporisolidsolid

lichidlichid

t (t (ooCC))

P (P (atmatm)) COCO22

Fig.25 Fig.25 DiagrameleDiagramele de de fazafaza pentrupentru HH22O O sisi COCO22

•• La La presiuneapresiunea atmosfericaatmosferica apaapa se se gasestegaseste deasupradeasupra punctuluipunctului triplutriplu iariar dioxiduldioxidul de carbon de carbon sub sub punctulpunctul triplutriplu..

•• ValoareaValoarea mare a mare a presiuniipresiunii punctuluipunctului triplutriplu al al dioxiduluidioxidului de carbon de carbon explicaexplica de de cece aceastaaceastasubstantasubstanta sublimeazasublimeaza (t(tsublimaresublimare(CO(CO22)=)=--80 80 ooCC) la ) la presiunipresiuni egaleegale cu cu presiuneapresiunea atmosfericaatmosferica..

II.4 Gaze II.4 Gaze realereale::

VolumulVolumul gazuluigazului realreal este mai este mai micmic decatdecat alal celui celui idealideal: : VVg.realg.real << VVg.idealg.ideal

InteractiunileInteractiunile dintredintre moleculelemoleculele gazuluigazului suntsunt de de tiptip Van de Van de WaalsWaals

1.1. DatoritaDatorita fortelorfortelor de de interactiuneinteractiune intermoleculareintermoleculare presiuneapresiunea gazuluigazului crestecreste::

⇒⇒ p + p + ππ

pVpV = RT= RT ⇒⇒ (p+(p+ππ)V = RT)V = RT2. 2. VolumulVolumul molecularmolecular nu nu poatepoate fi fi neglijatneglijat::

⇒⇒VV -- bb

(p+(p+ππ)(V )(V -- b) = RT (16)b) = RT (16) ((ecuatiaecuatia Van der Van der WaalsWaals))

IntrebariIntrebari test test grilagrila1) Care din 1) Care din urmatoareleurmatoarele afirmatiiafirmatii suntsunt corectecorecte::

StratulStratul superficial se superficial se comportacomporta ca o ca o membranamembrana elasticaelastica..In stare de In stare de echilibruechilibru energiaenergia potentialapotentiala a a stratuluistratului superficial superficial esteeste maxima.maxima.In stare de In stare de echilibruechilibru energiaenergia potentialapotentiala a a stratuluistratului superficial superficial esteeste minima.minima.StratulStratul superficial superficial nunu exercitaexercita nicinici o o presiunepresiune asupraasupra lichiduluilichidului..

2) Care din 2) Care din urmatoareleurmatoarele afirmatiiafirmatii suntsunt corectecorecte::LichideleLichidele suntsunt practicpractic incompresibileincompresibile datoritadatorita stratuluistratului superficial al superficial al

acestoraacestora..Forma Forma sfericasferica a a picaturilorpicaturilor de de lichidlichid esteeste determinatadeterminata de de proprietatileproprietatile

stratuluistratului superficial al superficial al acestoraacestora..CoeficientulCoeficientul de de tensiunetensiune superficialasuperficiala al al apeiapei crestecreste odataodata cu cu crestereacresterea

temperaturiitemperaturii..CoeficientulCoeficientul de de tensiunetensiune superficialasuperficiala scadescade odataodata cu cu scadereascaderea temperaturiitemperaturii..

3) 3) Care din urmatoarele afirmatii sunt corecte:Care din urmatoarele afirmatii sunt corecte:Coeficientul de tensiune superficiala a unei solutii depinde de Coeficientul de tensiune superficiala a unei solutii depinde de natura natura

solutului.solutului.Zaharul este o substanta tensioactiva.Zaharul este o substanta tensioactiva.Alcoolul etilic este o substanta tensioinactiva.Alcoolul etilic este o substanta tensioinactiva.In cazul solutului tensioactiv, coeficientul de tensiune superfiIn cazul solutului tensioactiv, coeficientul de tensiune superficiala al solutiei ciala al solutiei

depinde de concentratia acesteia.depinde de concentratia acesteia.

4) Bifaţi răspunsurile corecte:Lichidele au o structura cvasicristalină caracterizate printr-o ordine la mică

distanţă.Intensitatea mişcarii de agitaţie termică in licide este mai mică decât in cazul

gazelor.Stratul superficial exercită o presiune foarte mare asupra lichidului.Lichidele sunt practic incompresibile datorită stratului superficial al acestora.Stratul superficiual se comportă ca o membrană rigidă.

5) Bifaţi răspunsurile corecte:In stare de echilibru energia potenţială a stratului superficial este maximă.In stare de echilibru energia potenţială a stratului superficial este minimă.Fenomenele superficiale exprimă evoluţia unui sistem spre o stare de echilibru

caracterizată printr-un minim energetic.Forţele de tensiune superficială sunt normale la suprafaţa liberă a lichidului şi

tangente la conturul acesteia.Forma sferica a picaturilor de lichid este determinata de proprietatile stratului

superficial al acestora.

6) Bifaţi răspunsurile corecte:Coeficientul de tensiune superficiala al apei creste odata cu cresterea

temperaturii.Valoarea coeficientului de tensiune superficială al apei este determinat de

legăturile de hidrogen dintre moleculele de apă.Coeficientul de tensiune superficiala scade odata cu scaderea temperaturiiAlcoolul etilic este o substanta tensioinactiva.In cazul solutului tensioactiv, coeficientul de tensiune superficiala al solutiei

depinde de concentratia acesteia.

7) Bifaţi răspunsurile corecte:Tensiunea superficială nu influenţează permeabilitatea membranelor.Anestezicile determină scăderea tensiunii superficiale a sângelui.Suprafaţa libera a lichidelor care udă pereţii vasului este un menisc convex.Zaharul este o substanta tensioactiva.Vâscozitatea sângelui este mai mică in vasele capilare decât in artere.

8) Bifaţi răspunsurile corecte:Polimorfismul reprezinta capacitatea solidelor cristaline de a avea doua sau

mai multe structuri cristaline.Polimorfismul este un caz particular al alotropiei.Proprietăţile fizice ale formelor polimorfe sunt determinate de structurile

cristaline ale acestora.Diamantul şi grafitul sunt forme alotrope ale carbonului.Forele polimorfe reprezintă faze distincte ale aceleiaşi substante.

9) Bifaţi răspunsurile corecte:Transformarile de fază presupun un schimb de energie cu exteriorul.In procesul de topire al unui solid cristalin temperatura acestuia ramâne

constantă.In procesul de topire al unui solid amorf temperatura acestuia ramane

constantă.Temperatura de topire nu este influenţată de parametrii de stare ai

sistemului.Temperatura de topire a apei scade usor cu cresterea presiunii exercitate

asupra acestuia.

10) Bifaţi răspunsurile corecte:Vaporii saturaţi sunt în contact cu lichidul şi au o valoare maxima a

presiunii.Fierberea este un proces de vaporizare.Temperatura de fierbere a apei depinde de valoarea presiunii atmosferice.Temperatura de fierbere a apei creşte odată cu scaderea presiunii

atmosferice.Transformarile de faza presupun un schimb de energie cu exteriorul.

11) Bifaţi răspunsurile corecte:In procesul de topire al unui metal acesta cedează caldură in exterior.Gheaţa este o substanta care nu poate sublima.Procesul de sublimare necesită un transfer de caldură mai mare comparativ

cu cel de topire sau solidificare.Caldura latentă a unei tranziţii de fază depinde doar de natura şi

proprietătile substanţei şi respectiv natura transformării suferite de aceasta.Vaporizarea în atmosferă gazoasă se face mai rapid decât in vid.

12) Punctul triplu al unei substanţe:Este punctul de pe diagrama de faza unde cele trei faze ale unei substante

(solida, lichida si gazoasa) coexista in echilibru..Punctul triplu al apei este un punct de referinta pentru scara (de

temperatura) Kelvin.Punctul triplu si punctul critic al unei substante sunt identice.Presiunea si temperatura corespunzatoare punctului triplu au valori unice.Valoarea punctului triplu al apei depinde de puritatea acesteia.

13) 13) Care din urmatoarele afirmatii sunt corecte:Care din urmatoarele afirmatii sunt corecte:Procesul de sublimare necesita un transfer de caldura mai mare cProcesul de sublimare necesita un transfer de caldura mai mare comparativ omparativ

cu cel de topire si respectiv solidificare.cu cel de topire si respectiv solidificare.GeaGeaţţa este o substanta care nu poate sublima.a este o substanta care nu poate sublima.Temperatura de topire nu este influentata de parametrii de stareTemperatura de topire nu este influentata de parametrii de stare ai ai

materialului studiat.materialului studiat.Temperatura de topire a unui material scade usor cu cresterea prTemperatura de topire a unui material scade usor cu cresterea presiunii esiunii

exercitate asupra acestuia.exercitate asupra acestuia.

ProblemeProbleme

1) 1) DeterminatiDeterminati variatiavariatia de de entropieentropie la la topireatopirea a 300 g de plumb. a 300 g de plumb. TemperaturaTemperatura de de topiretopire a a plumbuluiplumbului esteeste de 327 de 327 ooCC sisi calduracaldura latentalatenta de de topiretopire esteeste de 5.85 cal/g.de 5.85 cal/g.

2) 2) DouaDoua kg de kg de apaapa cu cu temperaturattemperaturat tt11=90 =90 ooCC trebuietrebuie raciteracite panapana la la temperaturatemperaturatt22=15 =15 ooCC. . CataCata gheatagheata cu cu temperaturatemperatura tt33==--20 20 ooCC esteeste necesaranecesara pentrupentru a face a face aceastaaceasta racireracire? (? (λλgg=34*10=34*1044 J/kg, cJ/kg, cgg=2090 J/kg grad)=2090 J/kg grad)

3) Un tub 3) Un tub capilarcapilar cu cu diametruldiametrul d=0.15 mm d=0.15 mm esteeste scufundatscufundat vertical in vertical in alcoolalcool((ddalcoolalcool=979 kg/m=979 kg/m33). ). InaltimeaInaltimea panapana la care se la care se ridicaridica alcoolulalcoolul in tub in tub esteeste h=7.6 h=7.6 cm. Sa se cm. Sa se calculezecalculeze coeficientulcoeficientul de de tensiunetensiune superficialasuperficiala al al alcooluluialcoolului..