Gases reales: El estado líquido y soluciones
Introducción
¡Hola!
Me complace enormemente saber de ti, espero que compartas mi emoción y te sumes con una gran actitud y ánimo a esta clase 12 titulada El estado líquido y soluciones del curso de Química Universitaria.
En esta sesión estudiaremos los temas:
- Propiedades y características del estado líquido
- Ecuación de Clausius-Clapeyron
- Clasificación de las soluciones
Revisaremos los conceptos relevantes y presentaremos formulaciones matemáticas y ejemplos de aplicación.
El estado líquido es un poco más difícil de describir debido al comportamiento de sus moléculas. Las partículas que son parte de los líquidos, ya sean átomos, moléculas o iones, están cercanas y forman arreglos más ordenados que los gases y menos ordenados que los sólidos e interaccionan con sus vecinas. Debido a que los líquidos se convierten en vapor, enfocamos nuestro estudio en el proceso de vaporización y las propiedades particulares que hacen del estado líquido un estado de comportamiento muy interesante que forma parte esencial de nuestra vida y la de nuestro planeta, tanto como líquidos puros como en forma de soluciones.
Por lo anteriormente comentado te invito a adentrarnos en el estudio de los líquidos. ¡Comencemos!
Desarrollo del tema
6.1. Propiedades y características del estado líquido
En el estado líquido las moléculas tienen libertad limitada de movimiento, lo que reduce las fuerzas de cohesión que son muy grandes para los sólidos y que no están presentes en los gases, tienen parcial orden y volumen definido, mientras que toman la forma del recipiente que los contiene.
A continuación, en la tabla 1 podrás encontrar las principales propiedades de los líquidos que hacen que sea un muy especial e interesante estado de la materia (Whitten et al., 2008).
6.2. Ecuación de Clausius-Clapeyron
De acuerdo con Chang (2010):
Presión de vapor. Es la medida de la tendencia de las moléculas de un líquido a escapar hacia la fase vapor a una determinada temperatura. Cualitativamente a esta tendencia se le denomina volatilidad de un compuesto.
Evaporación. Proceso que ocurre cuando el cambio de fase líquida a vapor se realiza solo en la superficie del líquido.
Vaporización. Proceso que se da cuando el fenómeno de cambio de fase líquida a vapor se realiza en toda la masa del líquido.
El calor molar de vaporización (ΔHvap). Es la energía necesaria para evaporar un mol de un líquido. Dicha energía está relacionada directamente con la magnitud de las fuerzas intermoleculares que hay en el líquido. Si la atracción intermolecular es fuerte, se necesita mucha energía para liberar a las moléculas de la fase líquida y viceversa.
- La relación cuantitativa entre la presión de vapor P de un líquido y la temperatura absoluta T se expresa por la ecuación de Clausius-Clapeyron.
- Con esta ecuación es posible cuantificar la presión de vapor a distintas temperaturas.
- Si se tienen condiciones inicial y final de presión de vapor y temperatura la ecuación de Clausius-Clapeyron se expresa de la siguiente manera:
Veamos unos ejemplos de aplicación
Para reforzar la comprensión de los ejemplos anterior revisa el documento: Problemas de la Ecuación de Clausius-Clapeyron
Clasificación de las soluciones
Solución: Es una mezcla homogénea formada por un soluto y un solvente.
Soluto: Es el componente que está en menor proporción.
Solvente: Es el componente que se encuentra en mayor proporción. De los solventes líquidos, el agua se considera el solvente o disolvente universal.
En la tabla 2 se muestra la clasificación de las soluciones.
Te invito a ver con interés y atención los siguientes videos:
Para terminar el desarrollo de nuestra clase visita el siguiente sitio donde encontráis interesante información sobre el líquido más abundante e importante para la vida: La Maravilla del Agua
Conclusión
Para concluir la sesión repasemos lo siguiente:
- En el estado líquido las moléculas tienen libertad limitada de movimiento, lo que reduce las fuerzas de cohesión que son muy grandes para los sólidos y que no están presentes en los gases, tienen parcial orden y volumen definido, mientras que toman la forma del recipiente que los contiene.
- La viscosidad es una medida de la resistencia de los líquidos a fluir. Cuanto más viscoso es un líquido, más lento es su flujo. La viscosidad de un líquido disminuye cuando se aumenta la temperatura.
- La tensión superficial es una medida de la fuerza elástica que existe en la superficie de un líquido.
- Presión de vapor. Es la medida de la tendencia de las moléculas de un líquido a escapar hacia la fase vapor a una determinada temperatura. Cualitativamente a esta tendencia se le denomina volatilidad de un compuesto.
- Evaporación. Proceso que ocurre cuando el cambio de fase líquida a vapor se realiza solo en la superficie del líquido.
- Vaporización. Proceso que se da cuando el fenómeno de cambio de fase líquida a vapor se realiza en toda la masa del líquido.
- El calor molar de vaporización (ΔHvap). Es la energía necesaria para evaporar un mol de un líquido. Dicha energía está relacionada directamente con la magnitud de las fuerzas intermoleculares que hay en el líquido. Si la atracción intermolecular es fuerte, se necesita mucha energía para liberar a las moléculas de la fase líquida y viceversa.
- La relación cuantitativa entre la presión de vapor P de un líquido y la temperatura absoluta T se expresa por la ecuación de Clausius-Clapeyron.
- Las soluciones se clasifican por el estado predominante o sea el del solvente en: sólidas, líquidas o gaseosas.
- Las soluciones se clasifican por la cantidad de soluto que contienen en: no saturadas, saturadas y sobresaturadas.
¡Te felicito por tu logro! Te invito a continuar con tu proceso formativo realizando y mandando la actividad asignada a esta clase. “Perseverar es sinónimo de tenacidad, no decaigas sigue perseverando en tu educación” Te encuentro en la siguiente clase.
Hasta luego.
Fuentes de información
- Chang, R. y Goldsby, KA (2017). Química. CD. de México. McGraw-Hill.
- Whitten, K.W., Davis, R.E., Peck M.L. & Stanley G.G. (2008). Química.
- Cd. de México. CENGAGE Learning.
- Concepto de (12 de junio de 2021). ¿Qué es una solución química?