Si definisce con la parola plasma un gas ionizzato, neutro, popolato da specie neutre (atomi, molecole, radicali) e da specie cariche (ioni, elettroni) globalmente neutro. il plasma è considerato come il quarto stato della materia, che si distingue quindi da solido, liquido e gas.

Lo stato liquido - 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) l’uno nell’altro sono isotropi: presentano proprietà fisiche uguali in tutte le direzioni presentano una viscosità (resistenza che il liquido incontra 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.

Tensione superficiale Tensione superficiale: energia che bisogna spendere per aumentare la superficie di un liquido di una quantità unitaria (J/m2). Diminuisce all’aumentare di T.

CAPILLARITA’ Si manifesta sulla superficie del liquido in contatto col solido che può presentarsi sollevata (nel caso dell'acqua) o infossata (nel caso del mercurio) rispetto al resto della superficie. Le forze che si manifestano sono la coesione, l'adesione e la tensione superficiale. Dalla capillarità dell'acqua deriva l'imbibizione. 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. 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.

Il fenomeno della capillarità si può usare per colorare i fiori immergendo i gambi in una soluzione di colorante. All'interno del tronco delle piante ci sono degli stretti canali  xilema (con un diametro che può variare tra 0.05 e 0.50 mm), formati da cellule vuote perché morte, impilate in modo da formare una lunga colonna (con le pareti cellulari divisorie mancanti, in quanto riassorbite). L'acqua sale al loro interno, risalendo - quindi in senso contrario alla forza di gravità - fino ad un'altezza massima di circa 30 cm (per uno xilema di 0.05 mm).

In un liquido non tutte le molecole hanno la stessa energia cinetica Evaporazione e tensione di vapore In un liquido non tutte le molecole hanno la stessa energia cinetica evaporazione condensazione molecole in grado di evaporare (dalla superficie)

Tensione di Vapore verso Temperatura ↓ pressione del vapore in equilibrio col suo liquido

Entalpia molare di evaporazione (Hvap) Energia che occorre fornire a una mole di liquido perché evapori alla temperatura di ebollizione normale (kJ/mol) Processo endotermico (H > 0) Condensazione: conversione di un vapore in un liquido Hcond = -Hvap Processo esotermico (H < 0)

La tensione di vapore dipende dalla natura del liquido e dalla T: Quando un liquido evapora in presenza di altri gas, la pressione della fase gassosa risultante è la somma delle pressioni parziali dei diversi gas (es. acqua che evapora all’aria: Pgas= Pgas aria + PH2O).

Ebollizione e tensione di vapore Ebollizione di un liquido Ebollizione e tensione di vapore Perché in montagna l’acqua bolle prima e il cibo cuoce più lentamente? Perché nella pentola a pressione il cibo cuoce prima?

Se si aumenta il riscaldamento di un liquido in ebollizione, aumenta la velocità con cui il liquido bolle ma non la T di ebollizione La T di ebollizione aumenta e diminuisce rispettivamente con l’aumentare e con il diminuire della pressione esterna Distillazione a pressione ridotta: molti prodotti alimentari vengono concentrati facendo evaporare l’acqua a bassa pressione (P= 9,2 torr, Teb = 10°C), per evitare la degradazione termica di tali prodotti.

Regola delle fasi per equilibri eterogenei Fase = porzione omogenea di un sistema Sistemi eterogenei in equilibrio = insieme di diverse fasi alla stessa temperatura non coinvolte in reazioni chimiche Variabili di un sistema eterogeneo: T P C di ciascun componente Regola delle fasi o regola di Gibbs v= n – f +2 Dove: v=varianza del sistema n= numero delle componenti indipendenti (es. specie chimiche) f = numero delle fasi

Diagrammi di stato Condizioni di T e P alle quali sono presenti le varie fasi di un sistema e le condizioni alle quali si hanno i passaggi di fase

Diagrammi di stato Condizioni di T e P alle quali sono presenti le varie fasi di un sistema e le condizioni alle quali si hanno i passaggi di fase : punto triplo Vfus> 0 Vfus< 0 Equazione di Clausius-Clapeyron Punto critico: non è più possibile liquefare un gas per compressione. Hsub = Hfus + Hvap Hsub > Hvap

Diagramma delle fasi dell’acqua Diagramma di stato dell’acqua. Punto triplo 0.01°c e 4,56 torr. Punto critico 374°C 1,66x 105 torr (218 atm) 5

Sublimazione di acqua da un cibo congelato Nell’acqua curva del punto di fusione lievemente inclinata a sinistra (piccola DV passando da solido a liquido) e la variazione di pressione ha scarsa influenza su variazione di T (1°C per 133 atm di P) Liofilizzazione Sublimazione di acqua da un cibo congelato Disidratazione a basse temperature che per un alimento possono significare conservazione migliore conservazione e scarsa modifica del sapore ritorno facile con addizione di acqua allo stato originario

H2O CO2

Fluidi supercritici Hanno proprietà intermedie fra un gas ed un liquido (elevata azione solvente; es. processo di eliminazione della caffeina) - -

Punto triplo di CO2  5.1 atm e -58°C A 1atm l’anidride carbonica solida (ghiaccio secco) sublima senza fondere e negli estintori è tenuta allo stato liquido a P> 5.1 atm