ESTADO LÍQUIDO

8.1. Características de los líquidos

Los líquidos en semejanza con los gases carecen de forma adaptándose a la del recipiente que los contiene. En semejanza con los sólidos poseen volumen propio. Además, al igual que los gases, son líquidos e isótropos, pero su compresibilidad, calor específico y densidad, se parecen a los sólidos. Coinciden con ambos en que no tienen las partículas ni completamente desordenadas ni completamente ordenadas.

Similares a los gases:

• Carecen de forma, adoptando la del recipiente que los contiene.
• Son fluidos e isótropos.

Similares a los sólidos:

• Poseen un volumen propio.
• Tienen una similar comprensibilidad, calor específico y densidad.

8.2. Presión de vapor de un líquido

Al aumentar la temperatura, aumenta la energía cinética media de las partículas, y por tanto el número de partículas que puede pasar a la fase de vapor es mayor. También es mayor el número de choques, y con ello la presión. El aumento es mayor a temperaturas altas, que a bajas.

Si encerramos un líquido en un recipiente de volumen mayor que el del líquido, comprobamos que el líquido no ocupa todo el recipiente sino solo una parte de él. Si sobre el líquido aparece una fase de vapor y aumentamos el volumen del recinto, comprobamos que al cabo de unos minutos el valor del vapor tiene la misma intensidad y que ha desaparecido una cierta cantidad de líquido. En el líquido a temperatura constante la expansión no produce variación de la presión ya que parte de ese líquido se evapora creando una presión en las paredes, es decir, la presión es constante mientras quede algo de líquido sin evaporar.

8.3. Ecuación de Clausius-Clapeyron

En la gráfica se representa la variación de la presión de vapor en función de la temperatura. Su gráfica es una línea recta. La ecuación de Clausius-Clapeyron es, log 𝑝 = − 𝐴 + 𝐵 𝑇. A y B, son constantes características del líquido, y T es la temperatura. La gráfica de la recta, permite un conocer mejor un líquido.

8.4. Utilidad de la representación gráfica de la ecuación de Clausius-Clapeyron

• Permite el conocimiento más completo de un líquido.
• La determinación gráfica de los puntos de ebullición a presión normal de los líquidos en los que no es asequible la determinación directa porque su inestabilidad térmica los lleva a descomponerse antes de llegar a su temperatura de ebullición.
• Predecir la presión de vapor de un líquido a una temperatura determinada.

8.5. Temperatura de ebullición del agua

Basándonos en la gráfica de Clausius-Clapeyron, podemos observar, que, a mayor temperatura, la presión aumenta. En el Everest, al estar a mayor altura, hay menos presión que en La Almunia. Por tanto, en el Everest el agua hierve a menor temperatura. Entonces, en La Almunia, el agua hierve a mayor temperatura.

8.6. Temperatura crítica de una sustancia

La temperatura crítica marca el límite superior en que un vapor puede ser transformado en líquido por aumento de la presión.

8.7. Licuación de vapores y gases

Para poder licuar un vapor o un gas, las fuerzas de atracción entre sus partículas deben de aumentar considerablemente. Se puede conseguir por:

• Disminución de la temperatura, disminuyendo la energía cinética de las moléculas, y se estableciendo las fuerzas atractivas.
• Por aumento de la presión, consiguiendo que las moléculas se acerquen lo suficiente para que se produzcan fuerzas de atracción.

La forma más fácil de licuar vapores y gases, es por aumento de presión.

8.8. Método de Faraday para licuar vapores

Consiste en realizar la preparación del gas a partir de los reactivos en una de las ramas de un tubo cerrado. Con ello, el gas desprendido origina una presión lo suficientemente grande para lograr su licuación si se enfría la otra rama del tubo.

8.9. Método de Lindé para licuar aire

El método de Lindé, se utiliza en la industria para la obtención de aire líquido, hace uso de estos procesos.

8.10. Temperatura de ebullición y punto de fusión

La temperatura de ebullición es aquella en la cual un líquido pasa a un estado gaseoso. El punto de fusión es la temperatura a la cual la materia pasa de estado sólido a estado líquido.

8.11. Variación del punto de fusión con la presión

El punto de fusión varía con la presión, representada en la curva OC (se dilata al solidificarse como el agua) o por OC’ (si se contrae).

8.12. Variación del punto de ebullición con la presión

La variación del punto de ebullición es mucho mayor que la del punto de solidificación.

8.13. Volatilidad del benceno y el etanol

Como en el benceno las fuerzas de atracción son más débiles -Fuerzas de Van der Waals- (no polar, luego fuerzas de dispersión; y el etanol tiene puentes de hidrógeno, más intensas) en el benceno es más fácil que se escapen al vapor y por ello sea más volátil. La respuesta es el benceno, porque es el más volátil.