Chimica Generale ed Inorganica 2017-2018 I liquidi Chimica Generale ed Inorganica 2017-2018

Lo stato liquido Lo stato liquido rappresenta una condizione intermedia tra stato aeriforme e stato solido, tra lo stato di massimo disordine e quello di perfetto ordine Un liquido non ha una forma propria, ma ha la forma del recipiente che lo contiene; ha però volume proprio e non è comprimibile.

Il vapore può essere trasformato in un liquido in due modi: Il passaggio dallo stato aeriforme allo stato liquido si chiama liquefazione, nel caso dei gas, o condensazione, nel caso dei vapori. Il passaggio dallo stato solido allo stato liquido si chiama fusione. Il vapore può essere trasformato in un liquido in due modi: • PER COMPRESSIONE. Se riduciamo il volume del vapore, aumentiamo le probabilità di urto tra le particelle, che riescono a legarsi tra loro per formare il liquido. • PER RAFFREDDAMENTO. Se riduciamo l’energia delle particelle, queste possono più facilmente stabilire i legami che portano allo stato liquido.

Liquidi molecolari, come acqua, ammoniaca e acetone, Liquidi ionici, come cloruro di sodio, nitrato di potassio o altri sali allo stato fuso. I liquidi tendono ad assumere la forma del recipiente che li contiene e non hanno una forma propria, ma hanno volume proprio. Diffondono e la loro diffusione aumenta all’aumentare della temperatura. Scarsamente comprimibili Le particelle che costituiscono i liquidi sono soggette a forze attrattive intermolecolari.

Tensione Superficiale La tensione superficiale è dovuta alle forze di coesione tra le molecole del liquido. Le molecole dello strato superficiale sono attratte verso l’interno della massa liquida. Questa spinta riunisce ancor più le molecole della superficie e forma una pellicola elastica che si oppone all’attraversamento

Tensione superficiale La tensione superficiale è l’energia richiesta per espandere la superficie di un liquido. Essa si origina perché le forze di attrazione presenti tra le particelle all’interno della massa liquida agiscono in tutte le direzioni e si fanno equilibrio, mentre le forze con cui le particelle superficiali sono attirate hanno una risultante diretta verso il basso.

Evaporazione Il passaggio dallo stato liquido allo stato di vapore, al di sotto della temperatura di ebollizione, si chiama evaporazione. Le particelle di un liquido che hanno energia cinetica superiore alle forze intermolecolari riescono a sfuggire come vapore.

Le forze interne che trattengono le molecole di un corpo omogeneo l’una contro l’altra sono dette di coesione, e sono di tipo elettrico Poi ci sono le forze di adesione fra materiali diversi: ad esempio se svuotiamo un bicchiere pieno d’acqua resta bagnato perché uno strato sottile di molecole di acqua aderisce alle pareti

Capillarità e viscosità La capillarità è un fenomeno correlato alla tensione superficiale. Facciamo pescare nell’acqua una estremità di un capillare, un tubo di vetro dal diametro molto piccolo, come un capello: vediamo che il liquido risale nel tubo La viscosità è la resistenza di un liquido a fluire. La viscosità dipende dalle dimensioni delle molecole e dalle forze di attrazione intermolecolari: quanto più sono elevate, tanto maggiore è la viscosità. La viscosità diminuisce all’aumentare della temperatura, perché l’energia cinetica più alta favorisce la mobilità delle particelle. Il fenomeno della capillarità si verifica quando le forze di adesione superano quelle di coesione

CAPILLARITA’ La capillarità è un fenomeno che permette all'acqua di salire in tubicini molto sottili. Questo fenomeno è spiegato dall'esistenza di forze di attrazione tra le molecole dell'acqua e le pareti del tubicino. In un tubo capillare, il numero di molecole dell'acqua a contatto con il vetro è molto piu' grande, quindi prevalgono le forze di adesione sulle forze di coesione.

Capillarità Se il liquido bagna le pareti e la sezione del recipiente è molto piccola ( tubo capillare, perché la sezione ricorda quella di un capello) il liquido aderisce alle pareti e risale lungo di esse In natura tale fenomeno è importantissimo e regola meccanismi di sopravvivenza di moltissimi organismi

L’acqua sale nel tronco di un albero , su fino alle foglie grazie alla capillarità….. Il sangue arriva fino alle parti più estreme del nostro corpo attraverso una fitta rete di vasi capillari La spugne assorbono l’acqua per capillarità Lo strofinaccio assorbe l’acqua per capillarità

H2O Questo è ciò che accade con l’acqua e il mercurio Hg

Hg Questo accade nel mercurio Notoriamente il mercurio non bagna !!!

Viscosità Viscosità = resistenza al fluire. Si può definire la viscosità di un liquido come la sua resistenza allo scorrimento. Se supponiamo il fluido come diviso in due strati paralleli che scorrono l’uno sull’altro, la viscosità misura l’attrito che gli strati di liquido incontrano nel loro moto relativo. Viscosità = resistenza al fluire. Negli oli, più lunghe sono le catene, maggiori sono le forze intermolecolari, maggiore è la viscosità. Processo di capillarità: competizione tra forze di coesione e forze di adesione

Riassumendo - I liquidi hanno un volume proprio ma non hanno forma propria presentano ordine a “corto raggio” e disordine a “lungo raggio” hanno, di solito, densità minore (di poco) rispetto ai solidi sono poco comprimibili si espandono (di poco) per innalzamento della temperatura diffondono (lentamente) luno nell’altro sono isotropi: presentano proprietà fisiche uguali in tutte le direzioni presentano una viscosità (resistenza al flusso) che dipende dalla massa molare e dalla forma delle molecole costituenti tendono ad assumere la minore area superficiale possibile - bagnano la superficie con cui sono messi a contatto, quando le forze di coesione intermolecolari sono minori di quelle di adesione (interazione con la superficie); non bagnano le superfici, quando le forze di coesione sono maggiori di quelle di adesione.

L’equilibrio del vapore saturo (A), nel recipiente viene fatto il vuoto e il manometro indica che la pressione è nulla. (B), dopo aver introdotto il bromo liquido, si nota un progressivo passaggio del bromo allo stato di vapore. Il manometro segnala un aumento della pressione. Le molecole che evaporano (freccia verso l’alto) sono in numero maggiore di quelle che ridiventano liquide (freccia verso il basso). (C), quando si raggiunge il valore massimo di pressione, che rimane costante, le molecole di bromo che evaporano e quelle che condensano sono in numero uguale.

Tensione di vapore Equilibrio dinamico Liquido + calore vapore Dal momento in cui la concentrazione del vapore rimane sempre costante e quindi rimane costante anche la pressione. Si determina una condizione di equilibrio dinamico, cioè una situazione mantenuta da due processi opposti, che avvengono con la stessa velocità. Un vapore in equilibrio con il suo liquido è detto vapore saturo.

Tensione di vapore Il valore della pressione di vapore di un liquido dipende da tre fattori: il peso molecolare; la forza dei legami tra le molecole; la temperatura.

Tensione di vapore Più i legami intermolecolari sono forti, più è difficile che le molecole riescano ad avere l’energia per romperli e per evaporare, e più la pressione di vapore è bassa. Il riscaldamento, fa aumentare il numero delle molecole con energia sufficiente a rompere i legami per evaporare: a temperatura più alta il passaggio allo stato di vapore è più probabile. La pressione di vapore di un liquido aumenta all’aumentare della temperatura e diminuisce all’aumentare del peso molecolare e della forza dei legami.

Ebollizione La temperatura di ebollizione di un liquido dipende dalla tendenza che ha a passare allo stato di vapore, cioè dipende dalla sua pressione di vapore. Per far bollire un liquido contenuto in un recipiente aperto occorre che la pressione del vapore abbia lo stesso valore della pressione atmosferica. All’aumentare della temperatura aumenta la pressione di vapore. Quando la pressione di vapore è uguale alla pressione atmosferica, il liquido bolle. Alla pressione atmosferica l’acqua bolle a 100 °C, l’etanolo a 78 °C e l’etere a 36 °C. A pressioni minori i liquidi bollono a temperature inferiori; a pressioni maggiori i liquidi bollono a temperature superiori.

Ebollizione Un liquido bolle quando la sua tensione di vapore è uguale alla sua pressione atmosferica Formazione di bolle in tutta la massa liquida Punto di ebollizione normale: a pressione 1 atm