Mario Rippa La chimica di Rippa primo biennio

Capitolo 6 Lo stato liquido

Capitolo 6 Lo stato liquido § 6.1 Proprietà dello stato liquido § 6.2 La tensione superficiale § 6.3 L’evaporazione § 6.4 L’equilibrio del vapore saturo § 6.5 La pressione di vapore § 6.6 Fattori che influiscono sull’evaporazione § 6.7 L’ebollizione § 6.8 Fattori che influiscono sulla temperatura di ebollizione

§ 6.1 Proprietà dello stato liquido Nei liquidi le molecole sono vicine tra loro, tenute insieme da forze intermolecolari che impediscono il loro allontanamento, ma non di spostarsi l’una rispetto all’altra. I liquidi: In un liquido le forze di attrazione elettrostatica prevalgono sull’energia cinetica. Lo stato liquido è uno stato intermedio tra il perfetto ordine dello stato solido e il disordine dello stato aeriforme. hanno volume proprio; sono incomprimibili; assumono la forma del recipiente.

§ 6.1 Proprietà dello stato liquido

§ 6.1 Proprietà dello stato liquido Il passaggio di stato da aeriforme a liquido prende il nome di condensazione nel caso si parta da un vapore, o liquefazione se si parte da un gas. Il passaggio di stato da solido a liquido si chiama fusione. La condensazione può avvenire sia per compressione che per raffreddamento del vapore, mentre per ottenere un liquido da un gas occorre prima raffreddarlo al di sotto della sua temperatura critica.

§ 6.2 La tensione superficiale La tensione superficiale è la proprietà dei liquidi di formare una pellicola elastica sulla loro superficie. Le forze di coesione tra le molecole all’interno del liquido agiscono in tutte le direzioni, mentre le particelle sulla superficie sono maggiormente attirate verso il basso. Questa spinta verso il basso porta alla formazione di una pellicola.

§ 6.3 L’evaporazione Il passaggio dallo stato liquido a quello di vapore, al di sotto della temperatura di ebollizione, si chiama evaporazione. Le particelle non hanno tutte la stessa energia. Le particelle con energia cinetica superiore alle forze intermolecolari riescono a sfuggire evaporando. Il bromo liquido evapora rapidamente a temperatura ambiente occupando tutto lo spazio che ha a disposizione.

§ 6.4 L’equilibrio del vapore saturo Il vapore che si genera da un liquido in un recipiente chiuso raggiunge la condizione di equilibrio dinamico e la velocità dei processi di evaporazione e condensazione è uguale. Un vapore in equilibrio con il suo liquido è detto vapore saturo.

§ 6.4 L’equilibrio del vapore saturo Se introduciamo un liquido in un recipiente chiuso in cui è stato fatto il vuoto questo inizia ad evaporare e la pressione aumenta. Ad un certo punto la velocità del processo di evaporazione eguaglia quella di condensazione, il numero di molecole che evaporano eguagliano quelle che condensano e la pressione rimane costante. La quantità di vapore presente all’equilibrio è la massima possibile in quelle condizioni.

§ 6.5 La pressione di vapore La pressione esercitata dal vapore prodotto da un liquido si chiama pressione o tensione di vapore. Il valore della tensione di vapore dipende da: il peso molecolare; la forza dei legami tra le molecole; la temperatura. Le sostanze che hanno tensione di vapore più alta sono più volatili ed evaporano più velocemente.

§ 6.5 La pressione di vapore Alla stessa temperatura tre liquidi diversi hanno valori differenti di tensione di vapore. In tutti e tre i casi si è in condizione di equilibrio del vapore saturo, ma il numero di molecole allo stato di vapore e quindi la pressione è diversa.

§ 6.5 La pressione di vapore La pressione di vapore di un liquido aumenta all’aumentare della temperatura e diminuisce all’aumentare del peso molecolare e della forza dei legami. Tra acqua , metanolo e etanolo ,l’acqua è la sostanza con il peso molecolare minore (18 u), per cui dovrebbe essere la più volatile delle tre. Il fatto che non lo sia è dovuto ai forti legami intermolecolari che forma. Aumentando la temperatura aumenta il numero di molecole che hanno energia sufficiente per vincere i legami ed evaporare.

§ 6.6 Fattori che influiscono sull’evaporazione Tutti i liquidi sono interessati dal processo di evaporazione che è tanto più veloce quanto più: è maggiore la temperatura; è intensa la ventilazione; è ampia la superficie esposta. Le condizioni ideali per far asciugare il bucato sono una giornata calda e ventilata. Se i capelli bagnati sono raccolti in una coda si asciugano più lentamente.

§ 6.7 L’ebollizione Un liquido bolle quando la sua pressione di vapore raggiunge il valore della pressione esterna. La temperatura alla quale avviene è detta temperatura di ebollizione. L’ebollizione riguarda tutta la massa del liquido, mentre l’evaporazione solo gli stati superficiali.

§ 6.8 Fattori che influiscono sulla temperatura di ebollizione La temperatura di ebollizione di una sostanza dipende dalla pressione di vapore. Aumentando la pressione i liquidi bollono a temperature superiori. All’aumentare della temperatura aumenta la pressione di vapore. Solo quando la tensione di vapore eguaglia la pressione atmosferica un liquido bolle. Più un liquido è volatile, più la sua pressione di vapore è elevata e più bollirà ad una temperatura bassa. L’acqua, caratterizzata da una bassa pressione di vapore bolle a 100 °C, l’etere a 36 °C e l’etanolo a 78 °C.