Universidad de Oriente Núcleo Anzoátegui Unidad de Cursos Básicos Cátedra: Química II
Profesor: José Mouzawek
Bachilleres: Rengel Antonia, C.I 21.093.119
Sección: 05
Vásquez Arturo, C.I 21.392.171
Grupo: 06
De Brito Oriana, C.I 24.740.574 Zamora Juan, C.I 23.468.094 Delgado Alberto, C.I 20.764.235
Barcelona, marzo de 2012.
T ABLA DE CONTENIDO Introducción
Líquidos
a) Definición b) Generalidades c) Propiedades
Acción capilar, tensión superficial y viscosidad.
Factores que afectan afectan a la tensión superficial y a la viscosidad.
Redes cristalinas más comunes.
Sólidos amorfos y sólidos cristalinos.
Conclusión.
Bibliografía.
Anexos.
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INTRODUCCIÓN El estudio de los diversos componentes del universo y de la tierra está, en gran parte, controlado por la química, cada simple movimiento, descubrimiento, o cambio en la formación previamente estudiada por la misma química es un caso que merece un nuevo esfuerzo por llegar más allá de lo que ya se había llegado. Una parte de estos descubrimientos están relacionados con el estudio de la materia en sus tres tipos de estado (Sólido, líquido y gaseoso). Partiendo en base a las propiedades de los líquidos y sólidos se podrá desarrollar un conjunto de conocimientos previos a la realización de cálculos para demostrar dichas propiedades; la descripción de estas propiedades llevará consigo la especificación de diversos ejemplos que puedan demostrar la existencia de éstas y la relación existente entre ellas. Las propiedades de los sólidos y líquidos pueden explicarse de manera cuantitativa en términos de la teoría cinético-molecular; sabiendo que la energía cinética promedio de una colección de moléculas gaseosas disminuye conforme lo hace la temperatura, y a medida que una muestra de gas se enfría y comprime, el movimiento aleatorio rápido de las moléculas gaseosas disminuye. Las moléculas se aproximan entre sí y las atracciones intermoleculares aumentan.
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L íq u id o s
Definición:
El líquido es un estado de agregación de la materia en forma de fluido altamente incompresible (lo que significa que su volumen es, muy aproximadamente, constante en un rango grande de presión). Generalidades:
Forma y volumen:
Adoptan la forma del recipiente que los contiene pero conserva el volumen. Compresibilidad:
No ceden a la presión, es decir todos los líquidos son incompresibles. En los líquidos las fuerzas intermoleculares de atracción y repulsión se encuentran igualadas. F u e r z as i n t e r m o l e c u l a r e s :
Cada molécula se encuentra rodeada por otras moléculas que la atraen, en el interior del líquido, siendo iguales todas las fuerzas de atracción, por lo que es como si no se efectuara ninguna fuerza sobre la misma. Las fuerzas
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intermoleculares son lo suficientemente fuertes como para impedir que las moléculas se separen, pero no para mantenerlas fijas. Debido a las fuerzas de atracción los líquidos tienen volumen propio. Los líquidos en general tienen características muy particulares como son:
COHESIÓN: fuerza de atracción entre moléculas iguales ADHESIÓN: fuerza de atracción entre moléculas diferentes. VISCOSIDAD: resistencia que manifiesta un líquido a fluir. TENSIÓN SUPERFICIAL: fuerza que se manifiesta en la superficie de un
líquido, por medio de la cual la capa exterior del líquido tiende a contener el volumen de este dentro de una mínima superficie. CAPILARIDAD: facilidad que tienen los líquidos para subir por tubos de
diámetros pequeñísimos (capilares) donde la fuerza de cohesión es superada por la fuerza de adhesión para la gran lluvia. Características:
No tienen forma definida (toman la forma de los recipientes que los contienen).
Tienen volumen definido (sólo se comprimen en grado mínimo).
Tienen densidad elevada.
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Tiene fluidez.
Se difunden en otros líquidos.
Se componen de cúmulos desordenados de partículas que están muy cercas unas de otras; el movimiento de sus partículas es aleatorio en tres dimensiones.
Los objetos inmersos en algún líquido son sujetos a un fenómeno conocido como flotabilidad.
Ac ción Capilar, tensión Superficial y Viscosid ad.
´ Capilaridad o acción Capilar.
Todas las fuerzas que mantienen unido a un líquido reciben el nombre de fuerzas de cohesión . Las fuerzas de atracción entre un líquido y otra
superficie son fuerzas de adhesión. La carga parcial positiva de los átomos de H+ de agua une con fuerzas a la carga parcial negativa de los átomos de oxígeno a la superficie del vidrio. Como resultado, el agua se adhiere al vidrio o se dice que lo moja y conforme el agua asciende por las paredes del tubo, aumenta su área favorable de contacto con este. En la superficie del agua, su menisco tiene forma cóncava. Por otra parte, el mercurio no moja el vidrio porque su fuerza de cohesión (debida a fuerzas de dispersión) es mucho más
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potente que atracción al vidrio, por tanto, el menisco es convexo. La capilaridad (o acción capilar) se presenta cuando un extremo de un tubo capilar, de diámetro pequeño, se sumerge en un líquido; si la fuerza de adhesión supera a la fuerza de cohesión, el líquido asciende por las paredes del tubo hasta alcanzar un equilibrio entre la fuerza de adhesión y el peso del líquido y cuanto más pequeño sea el diámetro capilar, el líquido asciende a más altura. La capilaridad ayuda a la raíz de las plantas a captar el agua y nutrientes disueltos del suelo y llevarlos a los tallos. Las raíces, al igual que el vidrio, exhiben fuerzas de adhesión potentes frente al agua. E j e m p l o s d e ac c i ó n c a p i l a r
Cuando usted vierte un vaso de agua en la mesa de la cocina, se forma una tensión superficial que mantiene al líquido en un charquito sobre la mesa, en lugar de una mancha delgada y grande que se extienda hasta el piso. Cuando usted coloca la toalla de papel sobre el agua, el líquido se adhiere a las fibras de la toalla.
Las plantas y los árboles no podrían crecer sin acción capilar. Las plantas ponen las raíces dentro de la tierra y éstas son capaces de llevar agua de la tierra hacia la planta, el agua, que contiene nutrientes disueltos, químicos y minerales se introduce dentro de las raíces y empieza a elevarse por dentro de los tejidos de la planta. Al momento que la molécula de agua #1 empieza a subir, ésta hala a la molécula de agua #2,
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quien a su vez, por supuesto, hala a la molécula de agua #3, y así sucesivamente.
Piense en los más pequeños vasos sanguíneos de su cuerpo, es sus capilares. La mayor parte de su sangre es agua y la acción capilar ayuda a la acción de bombeo que ejecuta su corazón al mantener su sangre moviéndose dentro de sus vasos sanguíneos. Tensión Superficial
Las moléculas que se encuentran debajo de la superficie de un líquido están sujetas a la influencia de las atracciones intermoleculares en todas las direcciones. Las de la superficie solo están sujetas a la atracción hacia el inferior; esta atracción jala la capa de la superficie hacia él Se denomina tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área, esta definición implica que el líquido tiene una resistencia para aumentar su superficie. La tensión superficial (una manifestación de las fuerzas intermoleculares en los líquidos), junto a las fuerzas que se dan entre los líquidos y las superficies sólidas que entran en contacto con ellos, da lugar a la capilaridad. Como efecto tiene la elevación o depresión de la superficie de un líquido en la zona de contacto con un sólido.
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Ejemplos:
Caminar sobre el agua: Pequeños insectos, como el zancudo pueden caminar sobre el agua debido a que su peso no es suficiente para penetrar en la superficie.
Aguja flotante: una pequeña aguja se puede hacer flotar en la superficie del agua a pesar de que es varias veces más densa que el agua. Si la superficie se agita para romper la tensión superficial, a continuación, la aguja rápidamente se va al fondo.
Jabones y detergentes: ayudan a la limpieza de ropa por la reducción de la tensión superficial del agua a fin de que se absorba más fácilmente en los poros y las superficies manchadas.
Prueba clínica de ictericia : Normalmente la orina tiene una tensión superficial alrededor de 66 dinas / cm, pero si está presente la bilis (una prueba para la ictericia), puede bajar hasta 55 dinas/cm. Para la prueba se rocía polvo de azufre se rocía sobre la superficie de la orina; éste flota en la orina normal, pero si se va al fondo es por la baja tensión superficial que se produce debido a la bilis.
El lavado con agua fría: La principal razón del uso de agua caliente para el lavado es que su tensión superficial es menor y es mejor agente humectante, pero si el detergente disminuye la tensión superficial, el calentamiento puede ser innecesario.
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Viscosidad
La viscosidad es una medida de la resistencia al desplazamiento de un fluido cuando existe una diferencia de presión. Cuando un líquido o un gas fluyen se supone la existencia de una capa estacionaria, de líquido o gas, adherida sobre la superficie del material a través del cual se presenta el flujo. La segunda capa roza con la adherida superficialmente y ésta segunda con una tercera y así sucesivamente. Este roce entre las capas sucesivas es el responsable de la oposición al flujo o sea el responsable de la viscosidad. La viscosidad de un líquido crece al aumentar el número de moles y disminuye al crecer la temperatura. La viscosidad también está relacionada con la complejidad de las moléculas que constituyen el líquido: es baja en los gases inertes licuados y alta en los aceites pesados. Es una propiedad característica de todo fluido (líquidos o gases). La viscosidad de un líquido se determina por medio de un viscosímetro entre los cuales el más utilizado es el de Ostwald, este se utiliza para determinar viscosidad relativas, es decir, que conociendo la viscosidad de un líquido patrón, generalmente agua, se obtiene la viscosidad del líquido problema a partir de la ecuación:
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Ejemplos:
Para que un líquido fluya, las moléculas deben deslizarse unas sobre otras y, en general, cuanto más grande es la fuerza de atracción intermolecular, tanto más viscoso será el líquido. Las sustancias poseen gran capacidad para formar puentes de hidrogeno, en especial las que tiene varis sitios para formarlos, como la glicerina, tiene una viscosidad muy grande. El incremento de tamaño y área superficial de las moléculas da lugar a un aumento de la viscosidad, debido al incremento de las fuerzas de dispersión; por ejemplo, el hidrocarburo pentano de cadena corta (un líquido que fluye sin obstáculos a temperatura ambiente) es menos viscoso que el dodecano (un líquido oleoso a temperatura ambiente). Cuanto más grandes sean las moléculas, habrá más atracción entre ellas y es más fácil que fluyan.
Factores q ue Afect an a la tensión su perficial y a la Viscosidad.
Factores que afectan la tensión superficial:
L a t em p e r a t u r a : se relaciona en forma inversa con la tensión superficial, es
decir, disminuye con la temperatura; esto es debido a que las fuerzas de cohesión disminuyen al aumentar la agitación térmica, la influencia del medio
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exterior se debe a que las moléculas del medio ejercen acciones atractivas sobre las moléculas situadas en la superficie del líquido, contrarrestando las acciones de las moléculas del líquido.
L a s s u s t a n c i a t e n s i o a c t i v a s : éstas disminuyen la tensión superficial de
los líquidos, normalmente el agua, ya que la distribución de las fuerzas de atracción entre las moléculas que forman un líquido dan como resultado que las moléculas situadas en la superficie están más atraídas que las que se encuentran en el seno del líquido, por lo tanto aparece una fuerza (tensión superficial) que tiende a mantener al líquido con una superficie mínima, y que se opone a que las moléculas escapen del líquido. Al disminuir la tensión superficial, los agentes tensoactivos aumentan la capacidad de unión del líquido con otras superficies, es decir, aumentan la capacidad de mojar. éstas aumentan la tensión superficial del agua; en ambientes Las sales: marinos un gran número de organismos vive en la interface agua - aire (el área se extiende de la superficie a unos pocos milímetros de profundidad). Dada la alta tensión superficial de esta zona, se acumulan en ella una mayor concentración de sales y materia orgánica disuelta (lípidos, ácidos grasos, polisacáridos), que en la columna de agua.
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Factores que afectan la viscosidad:
El propósito de aumentar la temperatura del Efecto de la temperatura: líquido es disminuir su viscosidad mediante el incremento de la velocidad de las moléculas y, por ende, tanto la disminución de sus fuerzas de cohesión como también la disminución de la resistencia molecular interna al desplazamiento. La adición de gas en solución a un crudo a temperatura Efecto del gas: constate reduce su viscosidad. La reducción de viscosidad se produce por que las moléculas relativamente pequeñas de los componentes del gas pasan a formar parte de la configuración molecular y aumentan la separación intermolecular entre las moléculas complejas de la fase líquida, lo cual reduce la resistencia al movimiento. Si el incremento de presión se efectúa por medios Efecto de la presión: mecánicos (sin adición de gas), el aumento de presión resulta en un aumento de la viscosidad; este comportamiento obedece a que está disminuyendo la distancia entre moléculas y en consecuencia se está aumentando la resistencia de las moléculas a desplazarse.
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Las redes cristalinas.
Los Cristales
Los cristales son estructuras homogéneas, limitadas por superficies planas o caras cristalinas, que se cortan formando ángulos, la magnitud de estos ángulos es propia de cada elemento o compuesto; las hermosas caras angulares, planas y suaves de los cristales son la manifestación externa de un maravilloso orden interno. Las posiciones que ocupan las partículas de un sólido cristalino se pueden determinar por medio de una técnica basada en la difracción de rayos X, la forma como éstos son difractados por los electrones de las unidades estructurales del cristal, da información sobre las distancias y ángulos entre átomos; si se representa el centro de cada partícula por un punto y se imagina su distribución en el espacio se tendrá lo que se llama como red cristalina
espacial. Para el estudio de un cristal se escoge una posición mínima del mismo, llamada celda unidad considerada como representativa de todo el conjunto, de tal manera que, si esta celda es desplazada en las tres dimensiones del espacio, sea posible reconstruir todo el sistema.
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Sistemas Cristalinos
Para facilitar su estudio, los cristales se han clasificado en sistemas y clases, en los cuales se agrupan cristales con elementos de simetría similares. Las diversas combinaciones que se pueden hacer con los elementos de simetría descritos anteriormente dan lugar a 32 clases cristalinas distintas, que se agrupan en siete sistemas cristalinos, cada uno con característica comunes, según se muestra en la siguiente tabla:
Sistema cristalino
Ejes
ngulos entre ejes
Cúbico
a=b=c
α = β = γ = 90°
Tetragonal
a=b≠c
α = β = γ = 90°
Ortorrómbico
a≠b≠c≠a
α = β = γ = 90°
Hexagonal
a=b≠c
α = β = 90°; γ = 120°
Trigonal (o Romboédrica)
a=b=c
α = β = γ ≠ 90°
Monoclínico
a≠b≠c≠a
α = γ = 90°; β ≠ 90°
Triclínico
a≠b≠c≠a
α ≠ β ≠ γ Y α, β, γ ≠ 90°
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Estructuras Cristalinas Comunes en los metales
La celdas unitarias son aquellas celdas simples o primitivas que corresponden a los sietes sistemas cristalinos y cada celda unitaria corresponde a un punto reticular. Cada celda unitaria contiene átomos como moléculas o iones en una distribución definida y es común que el contenido de la celda unitaria tenga relación con alguna simetría adicional. En un retículo simple o primitivo solo los 8 vértices de la celda unitaria son equivalentes; en otro tipos de cristales los objetos equivalentes a aquellos que forman el modelo de la celda unitaria pueden ocupar otras posiciones en la celda unitaria (en este contexto “equivalente” significa que los mismos átomos
como moléculas o iones aparecen en entornos y en orientaciones idénticas en los 8 vértices de la celda y, cuando es aplicable en otras posiciones de la celda unitaria). Un retículo centrado en el cuerpo tiene puntos equivalentes en los 8 vértices de la celda unitaria y en el centro de la celda unitaria. El hierro, cromo y muchos otros metales cristalizan en una distribución cubica centrada en el cuerpo (cccu). La celda unitaria de este metal contiene 8 x 1/8 = 1 átomo en los vértice de la celda más un átomo en el centro de la misma (y por tanto, en su totalidad); esto da un total de dos átomos por celda unitaria.
Una estructura centrada en la cara comprende los ocho puntos de los vértices y seis puntos equivalentes mas, uno a la mitad de cada una de las seis caras cuadrada de las celdas. Un metal (el calcio y la plata son ejemplos
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cúbicos) que cristaliza en esta distribución tiene 8 x 1/8 = 1 átomo en los vértices mas 6x ½ = 3 más en las caras para dar un total de 4 átomos por celda unitaria. En cristales más complicados cada sitio reticular puede representar varios átomos o todo en una molécula Se han estudiado algunas estructuras simples fáciles de visualizar. Los compuestos más complejos cristalizan en estructuras que pueden ser de difícil descripción, en correspondencia, la determinación experimental de la estructura cristalina de estos sólidos es más compleja; la instrumentación moderna contralada por computadora puede reunir y analizar la gran cantidad de datos de difracción de rayos x que se usan en tales estudios lo que permite ahora el análisis de estructuras que van de metales simples a moléculas complejas como proteínas y ácidos nucleicos. Gran parte del conocimiento sobre la distribución tridimensional de los átomos depende del estudio de las estructuras cristalinas.
Sólidos am orfos y sólidos cristalinos.
Se ha observado que los sólidos tienen forma y volumen definidos, no son compresibles, son densos y sólo se difunden con suma lentitud en otros sólidos, en general, se caracterizan por tener una distribución ordenada compacta de sus partículas que vibran en torno de posiciones fijas en su estructura.
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Algunos sólidos se caracterizan por una distribución ordenada regular de sus partículas esos son llamados sólidos cristalinos, existe otro grupo de sólidos llamados sólidos amorfos, los cuales no tienen estructura ordenada bien definida y entre los ejemplos comunes pueden mencionarse el caucho, algunos tipos de plásticos y el azufre amorfo. Algunos sólidos amorfos reciben el nombre de vidrios porque, al igual que los líquidos, fluyen, aunque con lentitud: la estructura irregular de los vidrios se encuentra entre la de los líquidos que fluyen libremente y la de los sólidos cristalinos; el orden es sólo de corto alcance. Los Sólidos cristalinos como el helio y el cloruro de sodio tienen temperaturas de fusión precisas bien definidas; las partículas de los sólidos amorfos están ordenadas de manera irregular, de modo que las fuerzas intermoleculares entre sus partículas varían dentro de la muestra. La fusión ocurre a temperaturas distintas y en porciones de la muestra según vayan cediendo las fuerzas intermoleculares y, a diferencia de los sólidos cristalinos, los vidrios y otros sólidos amorfos, no exhiben puntos de fusión precisos, sino que se ablandan en intervalos de temperatura. La ruptura de un sólido cristalino produce fragmentos con los mismos (o parecidos) ángulos interfaciales y características estructurales de la muestra original, la ruptura ocurre de preferencia a lo largo de los planos del retículo cristalino entre los cuales las fuerzas de atracción interiónico o intermolecular son más débiles. Los sólidos amorfos con estructura irregular, como los vidrios se
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fragmentan en forma irregular para dar trozos con filos curvos y ángulos irregulares. Diferencias entre Sólidos amorfos y sólidos cristalinos.
La principal diferencia entre un sólido cristalino y un sólido amorfo es su estructura. En un sólido cristalino existe una ordenación de los átomos a largo alcance, mientras que en los sólidos amorfos no se puede predecir donde se encontrará el próximo átomo; en este hecho se basan los diferentes métodos de diferenciación entre ambos tipos de sólido, que en algunos casos no es fácil de establecer a simple vista. Dichos métodos de diferenciación incluyen: Difracción de rayos X.
La distribución de partículas en los sólidos cristalinos se determina de modo indirecto por difracción (dispersión) de rayos X. En 1912, el físico alemán Max Von Laue (1879-196) demostró que cualquier cristal podía servir como rejilla de difracción tridimensional frente a la radiación electromagnética con longitudes de onda aproximándose a las de la separación internuclear de los átomos de un cristal. Esta radiación corresponde a la región de los rayos X del espectro electromagnético. La difracción consiste en enviar un haz de radiación sobre el sólido y tomar medidas a diferentes ángulos en un amplio rango angular, con el objetivo de deducir la disposición de los átomos en el sólido objeto de estudio. Los picos que aparecen en el diagrama de difracción (difractograma), corresponden a la
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diferencia constructiva del haz de radiación con un plano atómico, es decir, cuando se cumple la ley de Bragg (permite estudiar las direcciones en las que la difracción de rayos X sobre la superficie de un cristal produce interferencias constructivas). Existen diferentes métodos de difracción, que dependen del tipo de sonda enviada hacia la muestra. Los tres tipos de sonda más utilizados en difracción son los rayos X, los de neutrones y los de electrones. Las diferencias entre ellos se establecen en la longitud de onda y el mecanismo de interacción. De estos tres tipos de difracción, la más habitual para el estudio de los sólidos es la de rayos X. En un sólido cristalino la disposición de sus átomos guarda una simetría. Por esa razón, su diagrama de difracción por rayos X muestra varios picos muy bien definidos a unos ángulos determinados. Con los datos de la intensidad y de la posición angular, así como las fórmulas de interacción entre rayos X y el sólido, se puede calcular la posición de los átomos en ese sólido. En un sólido amorfo, los átomos están colocados al azar, debido a lo cual, en su diagrama de difracción se observan pocos picos, en general uno, que se caracteriza por una gran anchura angular. Analizando la anchura angular del pico junto con la intensidad y el tipo de interacción, se puede obtener la función de distribución radial, que da la distancia y puede llevar a encontrar un nuevo átomo vecino.
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Cal o ri m etr ía
La calorimetría consiste en medir la cantidad de calor captado o cedido por el sólido estudiado en el momento de solidificación. En un sólido amorfo, la disposición irregular de sus átomos hace que posea una alta entropía (alto desorden) con respecto al sólido cristalino, que está perfectamente ordenado. A la hora de la cristalización, esta alta entropía hace que la variación de calor sea muy suave y por lo tanto esté muy extendido en un gran rango de temperaturas. Sin embargo, el calor específico del sólido cristalino durante la cristalización muestra un pico estrecho bien definido a una temperatura concreta, que corresponde a la temperatura de cristalización.
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CONCLUSIÓN Un muñeco de nieve, un vaso de agua, el vapor; todo esto puede parecernos diferente, pero en realidad, ¡están hechos de lo mismo! Como cualquier otra sustancia, el agua puede existir de tres diferentes maneras, conocidas como estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso. El estado cambia cuando es calentado. Como estado sólido, la sustancia tiene un volumen y forma determinada y, usualmente no puede fluir, excepto en el caso de glaciares. Por ejemplo, un cubito de hielo, o copo de nieve, se encuentran en el estado sólido de la materia. Cuando un sólido es calentado, se convierte en líquido. Como líquido, una sustancia tiene un volumen determinado, pero su forma mantiene la forma del envase que lo contiene. Por ejemplo, un vaso de agua es el estado líquido del agua. Los sólidos van organizados, de acuerdo a su formación, en sólidos amorfos y sólidos cristalinos, los amorfos se refieren a esos sólidos que tienen una forma desordenada en su estructura, mientras que los cristalinos presentan estructuras de formación, podría decirse, perfectas.
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BIBLIOGRAFÍA
Whitten, K. W., Davis R.E. y Peck, M. L. (2008). Química General. España: McGraw-Hill. Octava edición.
Prado, Cesar J. 7 de Octubre de 2005. El estado sólido y líquido. Recuperado en
Marzo
de
2012.
http://www.monografias.com/trabajos28/liquido-
solido/liquido-solido.shtml
(Sin Autor). 16 de octubre de 2009. Propiedades de los líquidos. Recuperado en marzo de 2012. http://www.buenastareas.com/ensayos/Caracteristicas-DeLos-Liquidos/29757.html
Rodríguez, José M; Bor, Marisabel. (2008) Química I. Editorial Santillana.
Perlman, Howard. 09 de febrero de 2011. Acción capilar. Recuperado en marzo de 2012. http://water.usgs.gov/gotita/capillaryaction.html
Mendoza, Wilmary. Septiembre de 2007. Factores que afectan la viscosidad. Recuperado
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marzo
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http://yacimientos-de-gas-
condensado.lacomunidadpetrolera.com/2009/04/factores-que-afectan-laviscosidad.html
(Sin Autor). Febrero de 2010. Sólidos amorfos. Recuperado en marzo de 2012. http://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido_amorfo
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Celda Unitaria
Los 7 sistemas cristalinos
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Estructuras Cristalinas más comunes
a) Primitiva o cubica
b) Centrado en el cuerpo
c) Centrado en las caras
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APÉNDICE. Ejercicios del tema. (Sacados del capítulo 13, libro Whitten 8va edición). Ejercicio 1.
¿Qué Causa la fuerza de dispersión? ¿Qué factores determinan la intensidad de las fuerzas de dispersión entre moléculas? Las fuerzas de dispersión son producto de la atracción del núcleo con carga positiva de un átomo por la nube electrónica de un átomo de las moléculas cercanas; la intensidad de dichas fuerzas viene dada por diversos factores, entre ellos:
El tamaño de las moléculas.
La polarizabilidad.
Ejercic io 2.
¿Qué es el puente de hidrógeno? ¿En qué condiciones pueden formarse puentes de hidrógeno? Los puentes de hidrógeno son un caso especial de interacción dipolo-dipolo muy fuerte, resulta de la atracción entre los átomos más electronegativos de una molécula, en este caso los átomos de H y los átomos menos electronegativos de otra molécula. Esos puentes de hidrógeno pueden formarse entre moléculas
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covalentes polares que tienen Hidrógeno y uno de los 3 elementos muy electronegativos de tamaño pequeño: F (Flúor), O(Oxígeno) o N(Nitrógeno). Ejercic io 19.
¿Por qué el punto de ebullición y el calor de vaporización del HF son más bajos que los del H2O, aún cuando sus masas molares son muy semejantes y los puentes de hidrógenos entre las moléculas de HF son más fuertes? La razón más obvia se encuentra en el estudio de las fuerzas o interacciones intermoleculares. Ejercic io 23.
Apoye o critique el enunciado de que “Los líquidos con punto de ebullición elevado tienen presión de vapor baja”. De un ejemplo de tres líquidos comunes que tengan presión de vapor elevada a 25°C y tres cuya presión de vapor sea baja a 25°C. Apoyando el título podemos decir que es cierto, el estudio del tema arrojó como resultado que el punto de ebullición y la presión de vapor son inversamente proporcionales. Presión de vapor elevada a 25° C: Alcohol Etílico, Acido Láctico, Acido Acético. Presión de vapor baja a 25°C: Oxido de Fierro, Nitrato de Calcio, Bicarbonato Sódico.
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Ejercic io 24. a ) D e f i n i c i ón d e p u n t o d e e b u l l i c i ó n n o r m a l .
Temperatura a la cual la presión de vapor de un líquido es exactamente igual a una atmosfera (760 torr). b) ¿Por q ué es
nec esario
espec ificar
la p resión
atm os fé rica
c u a n d o s e m i d e e l p u n t o d e e b u l l i c i ó n d e u n l íq u i d o ?
Es necesario, basándonos en el concepto de punto de ebullición debido a que éste se define como la temperatura a la cual la presión de vapor de un líquido es igual a la presión externa, pues conociendo el valor de la presión externa podemos decir que es la misma que tiene el líquido al momento de la ebullición; o en su defecto conocer en qué momento se dará la ebullición. Ejercic io 25.
En cada grupo de sustancias y con base en las fuerzas intermoleculares, asigne el punto de ebullición que corresponde a cada sustancia. a) N2, HCN, C2H6: -196°C, -89°C, 26°C. C2H6: -89°C HCN: -196°C N2: 26°C. b) H2, HCl, Cl2: -35°C, -259°C, -85°C.
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H2: -35°C HCl: -259°C Cl2:-85°C. Ejercic io 79.
Clasifique cada una de las sustancias siguientes, en estado sólido, como molecular, iónico, covalente (retículo) o metálico.
Punto de fusión
Punto de ebullición
(°C)
(°C)
Conductor eléctrico.
Sólido
Líquido
1- CeCl3
848
1727
No
Si
2 - Ti
1675
3260
Si
Si
3-TiCl4
-25
136
No
No
4-No2F
-175
-43.9
No
No
5-B
2300
2550
No
No
1) Iónico; 2) metálico; 3) molecular; 4) molecular; 5) covalente. Ejercic io 80.
Con base sólo en su fórmula, clasifique las sustancias en estado sólido siguientes como sólido molecular, iónico, covalente (retículo) o metálico.
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a) So2F: iónico. b) MgF2:iónico c) W: molecular. d) Pb: metálico e) PF3: molecular E j e r c i c i o 8 3 .
Ordene los sólidos siguientes según su punto de fusión creciente y explique el ordene: MgO, CaI, SrO, BaO. Denotamos el orden basándonos en las fuerzas electrostáticas, más claramente en la electronegatividad de cada compuesto; dicho orden se establece sabiendo que todos los compuestos son iónicos y que los elementos con mayor electronegatividad presentan menor punto de fusión y viceversa quedando ubicados de la siguiente forma. El más electronegativo es el MgO quedando con el punto de fusión más bajo, y así sucesivamente. MgO< SrO
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Glo sa ri o d e Té rm in os .
ACCIÓN CAPILAR : acceso de un líquido por el interior de un tubo de diámetro
pequeño donde las fuerzas de adhesión superan a las fuerzas de cohesión. AISLANTE: mal conductor de calor y la electricidad. EQUILIBRIO DINÁMICO: situación en la cual dos (o más) procesos ocurren a la
misma rapidez, sin que tenga cambio neto alguno. FUERZA ADHESIVA: todas las fuerzas de atracción entre las partículas de un
líquido. FUERZA DE COHESIÓN : fuerza de atracción entre las partículas de un líquido. FUERZAS DE DISPERSIÓN: fuerzas de atracciones muy débiles y de muy corto
alcance entre dipolos (inducidos) temporales de vida corta; también se conocen con el nombre de fuerzas de London. FUERZAS INTERMOLECULARES: fuerzas entre las partículas individuales (átomos,
moléculas, iones) de una sustancia. FUERZA INTERMOLECULARES: fuerzas entre átomos (o iones) en las moléculas
(o unidades formulares). INTERACCIONES DIPOLO -DIPOLO: interacción entre moléculas polares, esto es,
entre moléculas con dipolos permanentes. ISOMORFO: se refiere a cristales que tienen la misma distribución atómica. NUMERO DE COORDINACIÓN: en la descripción de cristales, el número de vecinos
más cercanos de un átomo o ion.
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