Diapositiva 1

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Cambios de Fase o de Estado
Relación entre los distintos estados de la materia
Conversión de unos en otros por cambios en T y P
Fase parte homogénea de un sistema separada de
otras partes del mismo por límites bien definidos
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Cambios de Fase o de Estado
Por qué estudiamos los cambios de fase?
Porque las propiedades de la materia dependen de
su estado de agregación
Alterando los valores de T y P es posible lograr
el pasaje de un estado de la materia a otro
Los cambios en T y P pueden llevar a cambios en
las propiedades de los sistemas
IMPORTANTE las propiedades y los cambios de las
mismas estudiados en este tema corresponden a una
única sustancia pura (un componente)
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Cambios de Fase o de Estado
Cambios de Fase o de Estado
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Cambios de Fase o de Estado
El equilibrio líquido-vapor
Vevap Vcond
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Cambios de Fase o de Estado
Punto de ebullición temperatura a la cual la
presión de vapor de un líquido iguala a la
presión externa
Punto de ebullición normal caso especial que
ocurre cuando la presión externa es de 1 atm
A mayor presión de vapor, menor temperatura de
ebullición Podemos lograr la ebullición de un
líquido puro aumentando la temperatura o
disminuyendo la presión externa.
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Cambios de Fase o de Estado
La presión de vapor depende del tipo de fuerzas
intermoleculares presentes en el líquido y de
la temperatura
La Teb del agua es de 70 C cuando la presión
externa es 300 mm de Hg
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Cambios de Fase o de Estado
Dependencia de la presión de vapor de un líquido
con la temperatura
T2 gt T1
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Cambios de Fase o de Estado
Al aumentar T en una cantidad dT, la presión
aumenta en dP
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Cambios de Fase o de Estado
Como los únicos cambios son en P y en T
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Cambios de Fase o de Estado
En el equilibrio
Una pequeña perturbación no altera el equilibrio
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Cambios de Fase o de Estado
Ecuación de Clausius-Clapeyron dependencia de la
presión de vapor con la temperatura para dos
fases de una misma sustancia que se encuentran en
equilibrio
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Cambios de Fase o de Estado
Aplicamos la ecuación de Clausius-Clapeyron al
equilibrio líquido-vapor
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Cambios de Fase o de Estado
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Cambios de Fase o de Estado
Para el equilibrio sólido-vapor existe una
ecuación de Clausius-Clapeyron similar
Aproximaciones introducidas para llegar a la ec.
de C.-C.

• El volumen de la fase gaseosa es mucho mayor que
  los volúmenes de las fases condensadas
• El gas de comporta como un gas ideal
• La entalpía de vaporización (sublimación) es
  independiente de la temperatura

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Cambios de Fase o de Estado
Un diagrama de cambios de fase, o simplemente
diagrama de fases, es un gráfico de P vs. T
Sólido
P
Líquido
Gas
T
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Cambios de Fase o de Estado
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Cambios de Fase o de Estado
Curva AB equilibrio sólido-gas Curva BD
equilibrio sólido-líquido Curva BC equilibrio
líquido-gas
Punto triple (B) T y P para las cuales
coexisten los tres estados de la materia
Temperatura crítica (C) temperatura más alta a
la cual puede existir una sustancia en estado
líquido
O bien temperatura por encima de la cual la fase
gaseosa no puede licuarse independientemente de
la presión aplicada
Presión crítica presión mínima que debe
aplicarse a un gas para poder licuarlo a la
temperatura crítica
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Cambios de Fase o de Estado
Diagrama de fases del agua
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Cambios de Fase o de Estado
H2O
CO2
Observar las diferentes pendientes para el
equilibrio sólido-líquido
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Cambios de Fase o de Estado
En el agua, un aumento de presión favorece la
fusión En el dióxido de carbono, un aumento de
presión favorece la solidificación
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Cambios de Fase o de Estado
El comportamiento del CO2 es el más usual El del
agua podría considerarse anómalo por la presencia
de puentes de hidrógeno
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Cambios de Fase o de Estado
Regla de las fases
Fase (P) porción homogénea y físicamente
distinta de un sistema, separada de las otras
partes del sistema por una superficie límite
definida Número de componentes (C) es el menor
número de constituyentes químicos independientes
por medio de los cuales se puede expresar la
composición de cualquier fase posible Grados de
libertad (F) es el número de factores variables
(T, P, concentración) que deben ser fijados para
que la condición de un sistema en equilibrio
quede definida
F C P 2
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Cambios de Fase o de Estado
C 1, P 2 F 1 (T o P)
C 1, P 1 F 2 (T y P)
C 1, P 3 F 0
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Cambios de Fase o de Estado
Propiedades de los líquidos
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Cambios de Fase o de Estado
Tensión superficial
Energía requerida para aumentar el área
superficial de un líquido Se requiere energía
porque las moléculas de la superficie perciben
una fuerza neta hacia adentro Cuanto más
intensas son las FI, mayor es la tensión
superficial
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Cambios de Fase o de Estado
Viscosidad
Resistencia que presenta un líquido a fluir Un
líquido fluye porque sus moléculas se deslizan
unas sobre otras Cuanto más intensas son las FI,
mayor es la viscosidad del líquido Un aumento en
T lleva a una disminución en la viscosidad
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Cambios de Fase o de Estado
Acción capilar
Tendencia de ciertos líquidos para ascender en
un tubo delgado Hay competencia entre fuerzas
adhesivas y cohesivas Si las fuerzas adhesivas
son mayores que las cohesivas, el líquido moja
la superficie
Si las fuerzas cohesivas son mayores, el líquido
escapa de la superficie (no moja la
superficie)