Teoría 11: Cambios de estado

Cambios de estado

Es el pasaje de un estado a otro, por variación de la temperatura o de presión o de ambos factores conjuntamente.

Estado sólido: es aquel que posee forma y volumen constantes y donde la fuerza de atracción entre las moléculas es mayor que la repulsión entre las mismas.

Estado líquido: es aquel que posee volumen constante pero su forma es variable y donde la fuerza de atracción entre las moléculas es igual a la repulsión entre las mismas.

Estado gaseoso: es aquel que no posee forma ni volumen constantes y donde la fuerza de repulsión entre las moléculas es mayor que la de atracción entre las mismas.

Estado	Sólido	Líquido	Gaseoso
Volumen	Constante	Constante	Variable
Forma	Constante	Variable	Variable
Fuerza que predomina	Atracción sobre repulsión	Atracción igual que repulsión	Repulsión sobre atracción
Características	Incompresible ( no disminuye su volumen por presión)	Incompresible. Adquiere la forma del recipiente que lo contiene	Compresible. Adquiere la forma del recipiente que lo contiene.

Estados intermedios de la materia

Entre sólido y líquido

1. Estado pastoso: más semejante al sólido que al líquido, es el que presentan manteca, vaselina sólida, jabón; cuando se los comienza a calentar.
2. Estado viscoso: más semejante al líquido que al sólido, es el que presentan jarabes, vaselina líquida etc.

Entre líquido y gaseoso

1. Estado vesicular: por ejemplo, el agua contenida en las nubes.
2. Estado radiante: por ejemplo, el de los gases a bajas presiones.

Los cambios que puede experimentar la materia son:

1) Fusión	4) Licuación
2)Solidificación	5) Volatilización
3) Vaporización	6) Sublimación

Fusión es el pasaje de estado sólido_________________estado líquido

Primera ley: Durante la fusión la temperatura permanece constante.

Segunda ley: Toda sustancia pura funde ( pasa de sólido a líquido) a una determinada temperatura de fusión, constante para cada sustancia y que se llama punto de fusión.

Temperatura de fusión o punto de fusión

Es la temperatura constante en la cual una determinada sustancia (pura) pasa a líquido, para un determinado calor de la presión atmosférica.
La temperatura permanece constante porque todo el calor que se entrega a la sustancia, lo emplea en el trabajo de transformación de sólido a líquido.

Calor de fusión

Es la cantidad de calor que absorbe la unidad masa, para fundirse estando a la temperatura de fusión.
Ejemplo:

Un trozo de plomo a temperatura ambiente se lo calienta hasta 327º recién a esta temperatura comienza la fusión.Esta temperatura permanece constante hasta que se funde el plomo.La cantidad de calor que absorve durante la fusión cada gramo de plomo, es el calor de fusión

Solidificación es el pasaje del estado líquido____________________al estado sólido

Es el estado inverso a la fusión. Se comprueba entonces que:

1. Toda sustancia pura pasa a estado sólido a una determinada temperatura llamada punto de solidificación.
2. Durante la solidificación la temperatura permanece constante.

Punto de solidificación

Es la temperatura en la cual el líquido pasa a estado sólido.Es constante para cada sustancia pura mientras la presión permnezca constante.

Calor de solidificación

Es la cantidad de calor que entrega o cede un gramo masa de sustancia para solidificarse,estando a la temperatura de solidificación

Ejemplo:

1 g de agua a 0ºC, pierde 1 cal para poder solidificarse.

El calor de solidificación es igual al calor de fusión

Temperatura y calores de fusión

Sustancia	Temperatura de fusión	Calor de fusión
Agua	0º C	1cal ºC
Aluminio	657,3º C	94cal ºC
Plomo	327,4 º C	5,5cal ºC
Mercurio	- 39º C	2,9cal ºC

Al pasar de estado líquido a sólido, el agua aumenta su volumen. Esto es un caso de excepción pues todos los cuerpos reducen su volumen al pasar de líquido a sólido.

Vaporización es el pasaje del estado líquido___________________ al estado gaseoso

Se pueden distinguir dos formas de pasaje:

1. Evaporación
2. Ebullición

Evaporación

Es el pasaje de estado líquido a gaseoso que se verifica a partir de la superficie del líquido

1. La evaporación es un fenómeno que se verifica a partir de la superficie de la masa líquida (no vemos el fenómeno, lo comprobamos al observar como desaparece el líquido)
2. A mayor superficie, mayor evaporación.
3. A mayor temperatura ambiente mayor evaporación: la ropa en verano se seca más rápido.
4. Durante la evaporación, el líquido absorbe calor ambiente.Si colocamos alcohol sobre la palma de la mano, se evapora y notamos sensación de frío.

Ebullición

Es el pasaje de estado líquido a gaseoso, que se verifica en toda la masa líquida con producción de burbujas y a una determinada temperatura para un valor dado de la presión exterior.

1. A mayor presión mayor temperatura de ebullición.
2. A menor presión menor temperatura de ebullición.

Punto de ebullición

Es la temperatura en la cual la presión del vapor del líquido es igual a la presión exterior que soporta el líquido en cualquier punto de la superficie.

Tabla de puntos de ebullición

Azufre	444,5ºC
Aluminio	1800ºC
Hierro	2450ºC
Mercurio	357º C
Éter	34º C
Alcohol	78,3º C

Puntos de ebullición del agua y su variación con la presión

760 mm	100º C
355 mm	80º C
1491 mm	120º C
74,4 mm	20º C

Mediante la disminución de la presión se puede lograr que el agua de un vaso entre en ebullición a 20º C.

Cuando el vapor no admite que más líquido se vaporice, el vapor está saturado.
En el agua este fenómeno se produce a los 100º C para una presión de una atmósfera.
A los 100º C el agua pasa a vapor de agua.
A los 100º C el vapor pasa a agua.
Luego el vapor esta saturado : a una determinada temperatura un vapor está saturado cuando en presencia de un líquido no logra vaporizarse más líquido.

Calor de vaporización

Es la cantidad de calor que absorbe un gramo masa de líquido a una cierta temperatura para pasar al estado de vapor saturado a esa misma temperatura.

Licuación es el pasaje del estado gaseoso_________________________ al estado líquido

En general, los gases al ser enfríados o comprimidos se convierten en líquidos.

Pero muchos no logran estas condiciones.No logran licuarse a pesar de ser expuestos a grandes presiones.
Se comprobó que, en ciertos casos, debía procederse a enfriarlos hasta cierta temperatura t luego comprimirlos.

El amoníaco se licua debajo de los 132ºC y a 116ºatmósferas

El nitrógeno se licua por debajo de - 145ºC Y a 35 atmósferas

El anhídrido carbónico debajo de 31,4º C y a 75 atmósferas

Temperatura crítica

Es la temperatura por debajo de la cual el gas es licuado por simple compresión.

El oxígeno a temperatura ambiente ( 20º C) no es posible licuarlo por más aumento de presión que se efectúe pues lo hace a - 119º C.

En cambio el amoníaco se licua por debajo de los 132º C; a temperatura ambiente lo hace por simple aumento de presión.

Clasificación:

Vapor: es cuando el gas está normalmente (a temperatura ambiente) por debajo de su temperatura crítica y que para licuarlo basta sólo con comprimirlo,(anhídrido carbónico - vapor de agua).

Gas: es cuando la masa gaseosa se encuentra normalmente a una temperatura superior a su temperatura crítica, por esto se hace necesario enfriarlos y comprimirlos, (oxígeno - nitrógeno).

Condensación es el pasaje del estado gaseoso_____________________________ al estado líquido

Cuando un vapor sufre un descenso brusco de temperatura o cuando toca una superficie fría se condensa.
Ejemplos:
a) Vapor de agua contra el vidrio se forman gotitas de agua.
b) Las nubes al enfriarse bruscamente producen lluvia.
En estos caso el vapor de agua se ha condensado.

Destilacióm simple y fraccionada

Volatilización es el pasaje del estado sólido_____________________directamente al estado gaseoso sin pasar previamente, por el estado líquido.

Esta particularidad sólo la presentan, a presión de 1 atmósfera, ciertas sustancias como el yodo, la naftalina, el ácido benzoico,etc.

Sublimación es el pasaje del estado gaseoso______________________ directamente al estado sólido sin pasar previamente, por el estado líquido.

Es el proceso inverso al de la volatilización.