Estados de la Materia

Sólidos

Características de los Sólidos

• Tienen un volumen característico que no varía con el volumen del recipiente ni con las variaciones de presión y temperatura.
• Son casi incompresibles y apenas se dilatan al subir la temperatura debido a la existencia de intensas fuerzas atractivas entre átomos o moléculas muy próximas entre sí.

¿Qué son los Sólidos?

Son partículas fijas unidas entre sí. Los sólidos cristalizan, es decir, presentan formas geométricas definidas. Cuando un cristal se rompe, lo hace según ciertas direcciones preferentes.

Tipos de Sólidos

Se clasifican según la naturaleza de las partículas que ocupan los puntos o nudos del retículo. Hay cuatro tipos de cristales:

• Moleculares: aquellos en los que los nudos reticulares están ocupados por moléculas.
• Iónicos: las unidades que ocupan los nudos del retículo son iones positivos y negativos.
• Covalentes: son los átomos los que ocupan los puntos o nudos reticulares, compartiendo electrones con otros átomos próximos.
• Metálicos: los nudos del retículo espacial están ocupados por iones positivos que forman una estructura inmersa en una nube de electrones muy movibles procedentes de capas exteriores de los átomos.

Imperfecciones de los Sólidos

Algunas se deben a la ausencia de partículas en algunos nudos que deberían tenerlas y otras a la presencia de partículas introducidas entre los nudos.

Líquidos

Propiedades de los Líquidos

La licuefacción es cuando una masa de gas se enfría y/o se comprime.

Durante este proceso, las moléculas del gas, inicialmente a una distancia grande, van perdiendo velocidad y se acercan lo suficiente para que las fuerzas atractivas se hagan apreciables. Las moléculas se reúnen en una aglomeración que se deposita en el fondo del recipiente en forma de líquido.

• Los líquidos son prácticamente incompresibles.
• El volumen se altera con las variaciones de presión.
• El espacio libre intermolecular se ha reducido al mínimo en los líquidos.
• Presentan un volumen constante.
• No poseen forma característica.
• Se difunden lentamente.
• Se evaporan.

Presión de Vapor en el Equilibrio

Cuando algunas moléculas escapan del líquido a la fase gas y allí quedan confinadas en un espacio limitado, las moléculas del vapor ejercen una presión que en el equilibrio alcanza un valor característico para cada líquido y que se denomina presión de vapor en el equilibrio.

• Presión que ejerce un vapor cuando se halla en equilibrio con la fase líquida de la misma sustancia.
• Depende de la naturaleza del líquido y de su temperatura.

Punto de Ebullición

• Temperatura a la cual la presión de vapor del líquido iguala a la presión atmosférica exterior.
• Punto de ebullición normal: la temperatura a la cual la presión de vapor de un líquido es igual a 1 atmósfera (760 torr).

Sólidos Amorfos

Se asemejan a los líquidos en el hecho de que en ellos falta la ordenación extensa característica de los sólidos cristalinos. No son fluidos. Un ejemplo de sólido amorfo es el vidrio.

Coloides

La leche, cerveza, sangre y gelatina no se pueden clasificar simplemente como sólido, líquido o gas. Constituyen una clase distinta llamada coloides. Existe un momento en el que las partículas dispersas son demasiado minúsculas para constituir una fase claramente separada, pero no tanto como para considerarlas formando parte de una solución. Este estado se denomina estado coloidal.

Clasificación de Coloides

• Soles: constituidos por un sólido disperso en un líquido. Ejemplo: la lechada de magnesia.
• Emulsiones: coloides en los cuales un líquido se halla disperso en otro. Ejemplo: la leche.
• Gel: es un tipo anómalo de coloide en el cual un fino retículo sólido se extiende por el seno de un líquido, siendo ambas fases continuas. Ejemplo: jaleas, gelatina, agar.
• Aerosol: coloide que se obtiene dispersando un sólido o un líquido en un gas. Ejemplos: humos, nieblas.

Tensión Superficial

Fenómeno que se produce porque las moléculas que están en la superficie del líquido son atraídas por sus vecinas hacia el interior, debido a que no existen entre ellas fuerzas de cohesión.

Densidad y Viscosidad

• Densidad: es la masa por unidad de volumen que posee un cuerpo.
• Viscosidad: es la resistencia a fluir que tienen algunos gases y líquidos.

Medición de la Viscosidad

Se utiliza un viscosímetro de Ostwald.

Soluciones

Tipos de Soluciones

Los tipos de soluciones pueden clasificarse en varias formas:

• Según el número de componentes: binarias, ternarias, cuaternarias.
• Según la naturaleza del soluto: iónicas, moleculares, atómicas.
• Según la naturaleza del solvente: gaseosas, líquidas, sólidas.
• Según el tamaño de las partículas: dispersiones, coloides, soluciones verdaderas.

Solución

Es un sistema homogéneo formado por dos o más componentes íntimamente mezclados a nivel molecular, iónico o atómico. Están formadas por dos partes: solventes o disolventes y soluto.

• Soluto: parte o partes de sustancias que se disuelven en el solvente.
• Solvente: medio de disolución o dispersión del soluto.

Unidades de Concentración

• Molaridad (M): M = moles de soluto / litro de solución.
• Molalidad (m): m = moles de soluto / 1000 g de solvente.
• Fracción molar (X): X = moles de soluto / (moles de soluto + moles de solvente).
• Normalidad (N): N = equivalentes de soluto / litro de solución.

Concentración y Solubilidad

Concentración: cantidad de soluto disuelta en una cantidad dada de solvente o de solución. Cuando la cantidad de soluto es pequeña en relación a la cantidad de solvente, la solución se denomina diluida, y cuando la cantidad de soluto es grande se llama concentrada.

Límite de solubilidad: es el momento en que el solvente no disuelve más y comienza a formarse una nueva fase con el excedente de soluto.

Factores que afectan la solubilidad:

• Naturaleza del soluto.
• Naturaleza del solvente.
• Temperatura (la solubilidad generalmente aumenta con la temperatura).

Punto Crítico del Agua

El punto crítico del agua es a 647.4 K y 218.3 atm.