Prentice Hall © 2003 Chapter 11

• Las fuerzas que mantienen las partículas de sólidos y líquidos juntos se llaman fuerzas intermoleculares.

• El enlace covalente es una fuerza intramolecular.

• La atracción entre las moléculas es una fuerza intermolecular.

• Las fuerzas intermoleculares son mucho más débiles que las fuerzas intramoleculares.

• Cuando una sustancia se funde o hierve las fuerzas intermoleculares se rompen (no los enlaces covalentes).

Fuerzas Intermoleculares

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Fuerzas Intermoleculares

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Fuerza Ion-Dipolo• Interacción entre un ion y un dipolo.• La más fuerte de las interacciones.

Fuerzas Intermoleculares

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Fuerzas dipolo-dipolo:• Existen entre moléculas neutras polares.• Las moléculas polares necesitan estar juntas.• Más débiles que las fuerzas ion-dipolo.• Hay una mezcla de atracción y de repulsión entre los

dipolos.• Si dos moléculas tienen aproximadamente la misma masa

y tamaño, entonces, las fuerzas dipolo-dipolo aumentan con el incremento de la polaridad.

Intermolecular Forces

• Sublimación: sólido gas.• Vaporización: líquido gas.• Fusión: sólido líquido.• Deposición: gas sólido.• Condensación: gas líquido.• Solidificación: líquido sólido.

Cambios de fase

Phase Changes

ENERGÍA ASOCIADA CON CURVAS DE CALENTAMIENTO

CONCEPTOS CLAVES

Presión de vaporPunto de ebullición normalPunto de congelación normalCalor específicoEntalpía (calor) de vaporizaciónEntalpía (calor) de Fusión

Presión de vapor: La presión de un vapor en equilibrio con su líquido (o su sólido)

Punto de ebullición normal: la temperatura en la que la presión de vapor del líquido es igual a 1 atm.

Punto de congelación normal: La temperatura en la que existe el sólido y el líquido en equilibrio.

• Calor específico (C): la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de sustancia en 1 grado Celcius. Sus unidades son: J/goC.• Calores específicos del agua:

Csól = 2.09 J/goC

CLíq = 4.18 J/goC

CGas = 1.84 J/goC

Uso del calor específico:q = m x C x Tdonde:

M = masa de la sustancia en gramosq = cantidad de calor (energía)C = calor específicoT = cambio de temperatura

Entalpía o Calor de Vaporización (Hvap):Es la cantidad de calor necesaria para convertir un líquido a un vapor en su punto de ebullición normal.

Entalpía o Calor de fusión (Hfus): Es la cantidad de calor necesaria para convertir un sólido en líquido en su punto de fusión normal.

Unidades:Hfus = kJ/mol

Hvap = kJ/mol

Calor (q) = Joules

Para llegar a Julios, que es la unidad de calor, si:

Se da H, entonces:qvap = Hvap x molesqfus = Hfus x moles

Si se da calor específico (C), entonces:q = M x C x T

Problema:Calcule el cambio de entalpía para

convertir 1,0 mol de hielo desde -25 oC hasta vapor de agua a 125 oC y a 1 atm. Los calores específicos son: 4.18 J/g°Cpara el agua, 1.84 J/g°C para el vapor de agua y 2.09 J/g°C para el hielo. El Hfus= 6.01 kJ/mol y Hvap = 40.67kJ/mol.

Nota: El cambio de entalpía (calor) total es la suma de los calores de cada una de las etapas.

Cambios de energía que acompañan los cambios de fase

Todos los cambios de fase son posibles bajo las condiciones adecuadas.

La secuencia calentar sólido fundir calentar líquido ebullir calentar gas es endotérmica.

• La secuencia enfriar gas condensar enfriar líquido congelar enfriar sólido es exotérmica.

Phase ChangesPhase Changes

• Diagrama de fase: gráfica de presión frente a temperatura resumiendo todos los equilibrios entre fases.

• Teniendo en cuenta una temperatura y presión, el diagrama de fase nos dice la fase que existirá en esas condiciones.

• Cualquier combinación de presión y temperatura que no esté sobre una de las curvas representa una sola fase.

Diagramas de Fase

Características de un diagrama de fases:•Punto triple: la temperatura y la presión en la que las tres fases están en equilibrio.•Curva de presión de vapor: por lo general a medida que aumenta la presión, la temperatura aumenta.•Punto crítico: temperatura y presión críticas para el gas.•Curva de punto de fusión: cuando la presión aumenta, la fase sólida se ve favorecida si el sólido es más denso que el líquido.•Punto de fusión normal: punto de fusión a 1 atm.

Diagramas de Fase

Diagrama de fasesDiagrama de fases

Diagramas de fases de H2O y CO2

Diagrama de fases

Según el Diagrama de fase del H2O– La curva del punto fusión está inclinada a la izquierda porque el

hielo es menos denso que el agua.

– El punto triple se produce a 0,0098 °C y 4,58 mmHg.

– El punto de fusión normal (congelación) es 0 °C.

– El punto de ebullición normal es de 100 °C.

– El punto crítico es 374 °C y 218 atm.

Diagrama de fases

Según el Diagrama de fase del CO2

– El punto triple ocurre at -56.4C y 5.11 atm.

– El punto de sublimación normal es -78.5C. (A 1 atm el CO2 sublima, no se funde.)

– El punto crítico ocurre a 31.1C y 73 atm.

Diagrama de fases