Lo stato liquido cap6 Flashcards
Introduzione + tipi di liquidi
PROPRIETA’DELLO STATO LIQUIDO generali
- Devono la loro esistenza alle forze intermolecolari
- forma indefinita: assumono la forma del recipiente che li contiene
- elevata densità rispetto ai gas (le particelle si dispongono sul fondo del recipiente in funzione della loro densità;
- volume proprio: lo spazio tra le particelle è ridotto. Sono incomprimibili;
- ordine a «corto raggio»: struttura regolare solo in regioni molto piccole;
- isotropia: le proprietà meccaniche e fisiche sono le stesse in tutte le direzioni.
Come i solidi, anche i liquidi possono classificarsi in base alle interazioni che agiscono fra le particelle:
o liquidi ionici (formati da ioni come i sali fusi),
o liquidi metallici (metalli liquidi come il Hg, Cu fuso),
o liquidi molecolari semplici (molecole interagenti mediante forze di van der Waals),
liquidi molecolari con legami a idrogeno (acqua o alcooli).
Incomprimibilità
spazio intermolecolare ridotto, le molecole sono già a stretto contatto
Viscosità
resistenza di un liquido allo scorrimento, è dovuta alle attrazioni intermolecolari che si oppongono allo scorrimento. Maggiore è la viscosità di un liquido, più lentamente esso scorre (es. acqua, miele, olio). Dipende da:
o temperatura: la viscosità diminuisce all’aumentare della temperatura.
o forma molecolare: esistono caratteristiche strutturali che inducono le molecole a impaccarsi (es. molecole lunghe). La viscosità aumenta con il peso molecolare.
o forze attrattive tra le molecole. Liquidi con forze intermolecolari più intense hanno viscosità più elevate perché tali forze tengono unite le molecole e ne ostacolano il moto relativo
Tensione superficiale
forze intermolecolari in un liquido
- Molecola Interna: le molecole situate all’interno di un liquido sono soggette ad attrazioni intermolecolari in tutte le direzioni.
- Molecole sulla superficie: le molecole situate sulla superficie del liquido sono soggette a un’attrazione netta orientata all’ingiù
Le molecole situate sulla superficie di un liquido sono soggette a un’attrazione netta orientata verso il basso; perciò, un liquido tende a minimizzare il numero di molecole sulla superficie. La superficie di un liquido tende ad avere la minima area possibile.
Tensione superficiale (g) (J·m-2 ) è l’energia necessaria per aumentare di una quantità unitaria l’area della superficie di un liquido o anche detta “energia necessaria per rompere la superficie del liquido o per rompere una goccia di liquido e distenderla sottoforma di pellicola.”
Poiché l’aumento dell’area della superficie di un liquido corrisponde ad un aumento del contenuto di energia, per questo motivo che i liquidi tendono a contrarre la loro superficie, tendono a portarsi ad un minimo di energia. Ne sono un esempio gli insetti che camminano sull’acqua e le gocce che si arrotondano sopra i frutti.
Infatti All’interfaccia solido-liquido, se la tensione superficiale è molto elevata il solido risulta poco bagnabile.
La tensione superficiale costringe le molecole ad assumere la forma più compatta (sferica): la sfera ha una superficie minore di qualsiasi forma dello stesso volume. Le forze attrattive tra le molecole d’acqua (legami H) sono più forti di quelle tra l’acqua e la cera (forze dipolo-dipolo indotto)
Capillarità
salita di un liquido in uno spazio stretto): La capillarità è dovuta a una competizione tra le forze intermolecolari entro il liquido (forze coesive) e quella tra il liquido e le pareti del contenitore (forze di adesione)
- Coesione = attrazione intermolecolare tra molecole simili (entro il liquido)
- Adesione = attrazione intermolecolare tra molecole diverse (tra il liquido e le pareti del tubo)
Es: un tubo nell’acqua, immagini di menisco concavo e menisco convesso
Tensione di vapore
Pressione esercitata dal vapore, in equilibrio con la fase liquida, in un sistema chiuso, ad una determinata temperatura. (velocità di evaporazione = velocità di condensazione).
All’equilibrio (equilibrio dinamico), la velocità con cui le molecole si muovono dal liquido al vapore è la stessa con cui esse si muovono dal vapore al liquido. Non si osservano variazioni delle masse nelle due fasi.
Se il liquido si trova in un contenitore chiuso ad una certa temperatura, si osserverà che una parte di esso passerà in fase vapore e dopo un certo tempo si stabilirà una situazione di equilibrio dinamico per cui il numero di particelle che nell’unità di tempo passa dallo stato liquido a quello di vapore (evaporazione) è uguale a quello che dallo stato di vapore passa allo stato liquido (condensazione). Le velocità di condensazione e di evaporazione sono uguali in una situazione di equilibrio.
La pressione dovuta alle molecole di vapore sul liquido stesso all’equilibrio e alla temperatura considerata è chiamata pressione di vapore del liquido.
Velocità di evaporazione e condensazione
Temperatura di ebollizione
Liquido posto in un contenitore aperto e sottoposto a riscaldamento
Raggiunta una temperatura (T) alla quale la pressione di vapore del liquido = pressione atmosferica, la vaporizzazione inizia ad interessare tutta la massa del liquido.
Si formano bolle di vapore che si portano in superficie a seguito della loro densità minore. Il liquido è in ebollizione T = punto di ebollizione. Più bassa è la pressione atmosferica, più bassa è la pressione di vapore alla quale si verifica l’ebollizione e pertanto più basso sarà il punto di ebollizione.
Temperatura di condensazione
Temperatura alla quale un liquido si trasforma in un solido cristallino: se si abbassa la temperatura, l’energia cinetica media delle particelle diminuisce e si riduce la tensione di vapore del liquido. Le forze attrattive intermolecolari prevalgono sul moto delle particelle, che si fissano in determinate posizioni formando un solido cristallino.
