sólidos, líquidos, gases

Propiedades de sólidos, líquidos, gases

Ing. Mario EnríquezUniversidad Cooperativa de Colombia

Ingeniería de alimentos2012

Introducción

• Diferencias en la distancia entre moléculas– Gas: interacción nula entre moléculas. Permite

compresibilidad

– Líquido: mayor interacción, menor compresibilidad

– Sólidos: distancias entre moléculas menores a diámetro de moléculas, libertad de movimiento casi nula

• Organización de las moléculas

Introducción

• Fases: un parte homogénea de un sistema en contacto con otras partes del sistema pero separadas de éstas por una frontera definida

Fuerzas intermoleculares e intramoleculares

• Fuerzas intermoleculares– Ejercen fuerte influencia en el comportamiento de líquidos y sólidos

principalmente– En gases, mayor T menor fuerza.– A bajas T, las moléculas no tienen E para alejarse entre si, uniéndose

(condensación)

• Fuerzas intramoleculares– Responsables de la unión de los átomos y formación de moléculas– Responsables de propiedades como el punto de fusión y ebullición

• Inter más débiles que intra

Fuerzas intermoleculares e intramoleculares

• Punto de ebullición refleja fuerzas intermoleculares

• Si Tb de A mayor que Tb de B, A tiene enlaces intermoleculares más fuertes. Igual para Tm

Fuerzas intermoleculares

• Fuerzas dipolo-dipolo– Fuerzas de atracción entre moléculas polares. Tienden a

alinearse aún en los líquidos favoreciendo la atracción


• Fuerzas ion-dipolo– Fuerzas que permiten la atracción de un ion y una

molécula polar



• Fuerzas de dispersión: Fuerzas atractivas que surgen como resultado de dipolos temporales inducidos en átomos o moléculas (fuerzas de London)

Átomo

Interacción Ión-dipolo inducido

Interacción dipolo-dipolo inducido


– Son fuerzas momentáneas. Responsables de condensación de gases no polares

– Tm incrementa cuando el # de e- es mayor


• Puentes de hidrógeno– Tipo de interacción dipolo-dipolo entre un átomo de

hidrógeno y un enlace polar tal como N-H, O-H, F-H y átomo electronegativo de O, N o F.


Propiedades de líquidos

• Tensión superficial: cantidad de energía requerida para estirar o incrementar la superficie de un líquido por unidad de área


• Acción capilar– Fuerzas de cohesión: atracción entre moléculas similares– Fuerzas de adhesión: atracción entre moléculas diferentes

Adhesión mayor que cohesión Adhesión menor que cohesión


• Viscosidad– Medida de la resistencia de un líquido a fluir.– Cuanto más fuertes los enlaces intermoleculares, más alta la

viscosidad

Glicerol: alta viscosidad debido a la presencia de OH capaces de formar puentes

de H


• La viscosidad puede variar debido a:– Cambios en la temperatura del líquido– Comportamiento reológico del líquido (respuesta

ante un esfuerzo)– Adición o sustracción de componentes, aditivos o

sustancias– Condiciones de proceso

Propiedades de sólidos

• Sólidos cristalinos: tienen una estructura organizada debida a un arreglo molecular ordenado. Restringe el paso de la luz

Propiedades de sólidos• Sólidos amorfos: estructura desorganizada. Permiten el paso de la

luz

Cuarzo Vidrio

Lectura: bonds and interaction forces. Physical chemistry of foods (Walstra)

Propiedades térmicas• Cp de alimentos y del aire

– Para un alimento de composición conocida

– Para el aire

Cs = 1.005 + 1.88Y (sistema internacional)

Cs = 0.24 + 0.45Y (sistema inglés)

• Conductividad de alimentos

Propiedades térmicas• Cambios de fase

– Generados por ganancia o pérdida de energía (entalpía)

Propiedades térmicas• Cambios de fase

– Calor sensible– Calor latente

Propiedades térmicasCalorimetría de barrido diferencial (DSC)

• Temperatura de transición vítrea (Tg)• Cristalización• Temperatura de fusión (Tm)

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