TRABAJO PRÁCTICO Nº

2:CAMBIOS DE ESTADO DE LA

MATERIA

La Materia no se crea ni se

destruye, sólo se transforma

ESTADO SÓLIDO

Los cambios de estado se producen debido a la transformación energética. El primer estado de la materia es el sólido.

Se forma cuando la fuerza de atracción de las moléculas es mayor que las de repulsión. Las moléculas se quedan fijas y el movimiento energético se queda limitado a vibración despreciable. A medida de que la temperatura aumente, la vibración será mayor.

ESTADO SÓLIDO

Manteniendo constante la presión, a baja temperatura los cuerpos se presentan en forma sólida tal que los átomos se encuentran entrelazados formando generalmente estructuras cristalinas, lo que confiere al cuerpo la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. Son, por tanto, agregados generalmente rígidos, duros y resistentes.

EL ESTADO SÓLIDO PRESENTA LAS SIGUIENTES CARACTERÍSTICAS:

Fuerza de cohesión (atracción).

Vibración.

Tiene forma propia.

Los sólidos no se pueden comprimir.

Resistentes a fragmentarse.

Volumen definido.

Puede ser orgánico o inorgánico.

LIQUIDO

Un líquido es un fluido cuyo volumen es constante en condiciones de temperatura y presión constante y su forma es definida por su contenedor. Un líquido ejerce presión en el contenedor con igual magnitud hacia todos los lados.

No tiene forma propia, sus moléculas no se hallan en estado de orden regular, tiene superficie libre y horizontal, no son compresibles, las fuerzas de atracción y repulsión están equilibradas.

GASEOSO

No tienen forma propia, sus moléculas tienen mucha movilidad y lo hacen en espacios muy grandes con respecto a su propio volumen, poseen fuerza expansiva, no tienen superficie libre, son fácilmente compresibles, predominan entre sus moléculas las fuerzas de repulsión.

Estado de la materia en el cual las fuerzas interatómicas o intermoleculares entre los distintos átomos o moléculas de una sustancia son tan pequeños que la sustancia no adopta ni forma ni volumen fijo, tendiendo a expandirse todo lo posible para ocupar todo el volumen recipiente que lo contiene. Es lo que se halla en estado de gas, como vapor.

ESTADOS DE LA MATERIA Y TEORÍA CINÉTICA

Sólido Líquido Gas

La materia está formada por partículas que se hallan más o menos unidas dependiendo del estado de agregación en que se encuentre.

Aumento del movimiento de vibración de las partículas

CAMBIOS DE ESTADO DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA

En física y química se denomina cambio de estado a la evolución de la materia entre varios estados de agregación, sin que ocurra un cambio en su composición. Los tres estados básicos son el sólido, el líquido y el gaseoso.

CAMBIOS DE AGREGACIÓN

FUSIÓN Y SOLIDIFICACIÓN

FUSIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado SÓLIDO al LÍQUIDO, por aumento de la temperatura. La temperatura a la cual sucede dicho cambio se la llama PUNTO DE FUSIÓN.

SOLIDIFICACIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado LÍQUIDO al SÓLIDO, por disminución de la temperatura.

VOLATILIZACIÓN Y SUBLIMACIÓN

VOLATILIZACIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado SÓLIDO al GASEOSO, por aumento de la temperatura, sin pasar por el estado líquido intermedio.

SUBLIMACIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado GASEOSO al SÓLIDO, por disminución de la temperatura, sin pasar por el estado líquido intermedio.

EBULLICIÓN Y VAPORIZACIÓN

EBULLICIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado LÍQUIDO al estado de VAPOR. Para que ello ocurra debe aumentar la temperatura en toda la masa del líquido.

A la temperatura durante la cual se dice que un determinado líquido hierve se la llama PUNTO DE EBULLICIÓN.

EBULLICIÓN Y VAPORIZACIÓN

EVAPORACIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado LÍQUIDO al estado de VAPOR. La diferencia con el anterior es que en la EVAPORACIÓN el cambio de estado ocurre solamente en la superficie del líquido.

LICUEFACCIÓN:

LICUACIÓN Y CONDENSACIÓN

LICUACIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado GASEOSO al LÍQUIDO, por aumento de presión.

CONDENSACIÓN es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado de VAPOR al LÍQUIDO, por disminución de la temperatura.

PRESIÓN DE VAPOR

Presión que ejerce el vapor en equilibrio con el líquido o el sólido que lo origina a determinada temperatura. 

A medida que pasa el tiempo se llega al equilibrio

La presión de vapor en los líquidos crece rápidamente al aumentar la temperatura; así, cuando la presión de vapor es igual a 1 atmósfera, el líquido se encuentra en su punto de ebullición ya que el vapor, al vencer la presión exterior, se puede formar en toda la masa del líquido y no sólo en su superficie.  

La temperatura permanece constante durante toda la solidificación

La temperatura permanece constante durante toda la fusíon

La temperatura a la que se produce el paso de líquido a solido es la misma que la que se produce el paso de solido a líquido para cada sustancia

La temperatura a la que se produce un cambio de estado es característica de cada sustancia a una presión determinada y que se mantiene constante mientras dura la transformación.

Líquido Líquido + sólido

Sólido

líquido

Líquido

Líquido + sólido

Sólido

Solidificación

T0T0

TT

t t

Fusión

Cuando tenemos un líquido en un recipiente abierto , el aire ejerce sobre la superficie del líquido una presión que tienen que vencer las partículas del líquido para pasar a estado gaseoso. Cuanto mayor sea la presión atmosférica mayor es la temperatura a la cuál se lleva a cabo la ebullición

Al aumentar la presión atmosférica aumenta la temperatura de ebullición.

CALOR

Cuando calentamos un líquido en un recipiente cerrado , las partículas del líquido que consiguen pasar a estado gaseoso ejercen una presión muy grande sobre las demás partículas del líquido de modo que a estas les cuesta más trabajo conseguir vencer esta presión y poder pasar a estado gaseoso

La temperatura de ebullición es más alta que si proceso se lleva a cabo en un recipiente cerrado que si se realiza en un recipiente abierto

CALOR

Mayor presión

Menor presión

La temperatura de ebullición es menor en lo alto de una montaña que al nivel del mar, porque al nivel del mar hay más capas atmosféricas sobre nosotros y por tanto mayor presión lo que hace que haya que calentar más los líquidos para que hiervan

Por esta razón el agua hierve a 100ºC al nivel del mar pero en el Aconcagua que están más altos hierve a 95 o 96 ºC

Una sustancia que en lo alto del monte Everest hierve a 30ºC, al nivel del mar ¿a qué temperatura hierve?

a)A 10ºC

b) A 50ºC

La respuesta correcta es la b) a menos altura más presión y más temperatura de ebullición

T ºC

100

75

20

2 8 13 20 24 t min

Gas

Gas-LíquidoLíquido

Líquido-Sólido

Sólido

De 100 a 75ºC enfriamos un gas durante 2 minutos

A 75 ºC se produce el cambio de gas a líquido, condensación que dura 6 minutos

De 75 a 20º C se enfría el líquido durante 5 minutos

A 20ºC cambia de líquido a sólido, solidificación el cambio dura 7 minutos

El sólido se sigue enfriando hasta 0ºC durante 4 minutos

DIAGRAMA DE FASES

la representación gráfica de las fronteras entre diferentes estados de la materia de un

sistema, en función de variables elegidas para facilitar el estudio del mismo.

Cuando en una de estas representaciones todas las fases corresponden a estados de agregación diferentes se suele denominar diagrama de cambio de estado.

Punto de fusión

Punto de ebullición

La liofilización es un proceso en el que se congela el producto y una vez congelado se introduce en una cámara de vacío para realizar la separación del agua por sublimación. De esta manera se elimina el agua desde el estado sólido al gaseoso del ambiente sin pasar por el estado líquido. Para acelerar el proceso se utilizan ciclos de congelación-sublimación con los que se consigue eliminar prácticamente la totalidad del agua libre contenida en el producto original.