propiedades de los líquidos...

PROPIEDADES, CLASIFICACION Y DEFINICION DE LOS LÍQUIDOS.

Una vez conocidos los tipo de fuerzas intermoleculares podemos analizar y explicar las propiedades de los líquidos:

•tensión superficial
•capilaridad
•viscosidad
•presión de vapor
•punto de ebullición

Tensión superficial
Después de un día de lluvia o cuando has regado tu jardín, es fácil observar imágenes como las mostradas a continuación:

O habrás tenido la oportunidad de ver el siguiente video:

La tensión superficial es la fuerza con que son atraídas las moléculas de la superficie de un líquido para llevarlas al interior y así disminuir el área superficial.

 

Como se puede observar en la imagen del lado izquierdo, una molécula en la superficie de un líquido, es atraída hacia el interior del mismo, debido a las fuerzas de atracción intermoleculares que ejercen sólo las moleculas que la rodean por debajo de ella y las que se encuentran a su alrededor en el mismo plano, por debajo de la superficie.

 

A diferencia de una molécula que se encuentra en el cuerpo del líquido, la cual es atraída por las fuerzas intermoleculares que ejercen todas las moléculas que la rodean, en todos los sentidos.

En la siguiente tabla te presentamos el valor de la tensión superficial de algunos líquidos, expresados en dinas/cm y medidos a 20 °C:

 

sustancia	tensión superficial	sustancia	tensión superficial
mercurio	465,0	acetona	23,7
agua	72,75	etanol	22,75
benceno	28,85	metanol	22,61
tolueno	28,50	n-hexano	18,43
tetracloruro de carbono	26,95	éter etilico	17,01
acetato de etilo	23,90

Capilaridad
 
La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de su tensión superficial. Las fuerzas entre las moléculas de un líquido se llaman fuerzas de cohesión y, aquellas entre las moléculas del líquido y las de la superficie de un sólido, se denominan fuerzas de adhesión, lo que les permite ascender por un tubo capilar (de diámetro muy pequeño).

Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza de cohesión es menor a la adhesión del líquido con el material del tubo. El líquido sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada por el peso del líquido que llena el tubo. Éste es el caso del agua y, ésta propiedad es la que regula parcialmente su ascenso dentro de las plantas, sin gastar energía para vencer la gravedad.

 

Sin embargo, cuando la cohesión entre las moléculas de un líquido es más potente que la adhesión al capilar (como el caso del mercurio), la tensión superficial hace que el líquido descienda a un nivel inferior y su superficie es convexa.

 

Viscosidad

Se define como la resistencia al flujo. La viscosidad de un líquido depende de las fuerzas intermoleculares:

• Cuanto mayores son las fuerzas intermoleculares de un líquido, sus moléculas tienen mayor dificultad de desplazarse entre sí, por lo tanto la sustancia es más viscosa.

• Los líquidos que están formados por moléculas largas y flexibles que pueden doblarse y enredarse entre sí, son más viscosos.

 

Presión de vapor

Sabemos que las moléculas pueden escapar de la superficie de un líquido, hacia la fase gaseosa, por vaporización o evaporación y ademas, que hay sustancias que se evaporan más rápidamente que otras, ¿de qué depende esta diferencia?

La explicación está en las fuerzas intermoleculares: 

• si las moléculas del líquido poseen una mayor intensidad de fuerza intermolecular, entonces quedarán atrapadas en el líquido y tendrán menor facilidad para pasar a la fase gaseosa.

• por el contrario a menor intensidad de fuerza intermolecular, entonces las moléculas podrán escapar más fácilmente al estado gaseoso.
  

Cuando la velocidad de las moléculas que abandonan la superficie del líquido (evaporación) es igual a la velocidad de las moléculas que regresan al líquido (condensación), se establece un equilibrio dinámico.  En este momento ya no se modifica la cantidad de moléculas en el estado vapor.

 

El vapor ejerce entonces una  presión constante  conocida como presión de vapor del líquido.

 

La presión de vapor de un líquido depende de la temperatura: a mayor T, mayor es la P_vapor.

A continuación te presentamos las curvas de presión de vapor de algunas sustancias:

 

Punto de ebullición

El punto de ebullición de un líquido es la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido es igual que la presión ejercida sobre el líquido, (presión atmosférica).

Si analizamos el gráfico de las presiones de vapor, observamos que a diferentes condiciones de presión el líquido tendrá diferentes puntos de ebullición.

 

El valor del punto de ebullición del agua a 760 mm de Hg (1 atm), es de 100 °C, pero si la presión atmosférica es menor, entonces el punto de ebullición será menor de 100 °C, como se puede observar en el siguiente video, realizado en Guadalajara de Buga, en el valle del Cauca, Colombia:

 

Punto Normal de Ebullición 

 

El punto normal de ebullición es la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido es igual a presión atmosférica de 760 mm de Hg (1 atm).

 

En el siguiente video puedes observar cómo el punto de ebullición depende de la presión externa:

 

 

 

Calor de vaporización, es una medida de la intensidad de las fuerzas intermoleculares que se ejercen en un líquido. Se define como la cantidad de calor necesario para pasar una cantidad de una sustancia, del estado líquido al estado gaseoso, a la temperatura de ebullición.

• Al aumentar la intensidad de las fuerzas intermoleculares, se necesita mucha energía para liberar a las moléculas de la fase líquida, por consiguiente el líquido tendrá una presión de vapor relativamente baja y un elevado calor de vaporización.

• Al disminuir la intensidad de las fuerzas intermoleculares, aumenta la presión de vapor de los líquidos, disminuyendo el punto de ebullición y por lo tanto disminuye el calor de vaporización.