EL ESTADO SOLIDO

EL ESTADO SOLIDO

Objetivo

Estudiar las propiedades y características de la materia cuando se encuentra en estado sólido, para así poder diferenciar entre los otros estados físicos como los son el gaseoso y liquido

Fundamentos

La principal característica que diferencia a un sólido de un líquido es la distancia entre sus moléculas. En un sólido, las moléculas ocupan una posición rígida y prácticamente no tienen libertad para moverse. Muchos solidos tienen como característica un ordenamiento de largo alcance, es decir, sus moléculas están distribuidas en una configuración regular tridimensional. En un sólido hay menos espacio vacío que en un líquido. Por ello los sólidos son casi incompresibles y su forma y volumen están bien definidos; con algunas excepciones como el agua, la densidad de la forma sólida es mayor que la forma líquida para una sustancia dada. En una sustancia dada suelen coexistir los dos estados. El ejemplo más común es el de un cubo de hielo (solido) flotando en un vaso de agua (liquido); y ambas partes están separadas por un límite bien definido, así el vaso de agua con hielo contiene la fase sólida y la liquida del agua.

Propiedades características de los solidos

1. Tienen forma definida.
2. Son casi incompresibles.
3. De ordinario, su densidad es mayor que la de los líquidos.
4. No fluyen.
5. La distribución de sus partículas es muy ordenada y están muy cerca unas de otras.
6. Sus partículas solo tienen movimiento vibratorio.

Si no fuera por la existencia de atracción intermoleculares, las fases condensadas (los sólidos) no existirían, estas son las fuerzas que mantienen a las partículas muy cercanas entre sí.

Punto de fusión

El punto de fusión o congelación de una sustancia es la temperatura a la cual sus fases sólidas y liquida coexisten en equilibrio

                                                                    fusión

                                                Solido                            liquido [pic 1][pic 2]

                                                               Congelación 

El punto de fusión de un sólido es igual al punto de congelación de su sólido. El la temperatura a la cual la velocidad de fusión de un sólido es igual a la velocidad de congelación de su líquido a cierta presión definida.

El punto de fusión normal de una sustancia es su punto de fusiona una presión de una atmosfera. Los cambios de presión afectan muy poco a los puntos de fusión, pero afectan de forma significativa los puntos de ebullición.

Transferencia de calor en solidos

Cuando se calienta un sólido por debajo de su punto de fusión, su temperatura aumenta. Después de que se ha añadido suficiente calor para hacer que un sólido llegue a su punto de fusión, se requiere calor adicional para convertir el sólido en líquido. Durante el proceso de fusión, la temperatura se mantiene constante hasta que toda la sustancia esta fundida, una vez que termina la fusión, la adición de más calor causa un aumento en la temperatura del liquidó, hasta que se llega al punto de ebullición.

El calor molar de fusión (       Hfus KJ/mol) es la cantidad de calor que se necesita para fundir un mol de solido en su punto de fusión. El calor de fusión también puede expresarse por gramos. El calor de fusión depende de la fuerza intermolecular de atracción en el estado sólido. Estas fuerzas “mantienen unidas a las moléculas” en forma de sólido. En la siguiente tabla se muestran algunos puntos de fusión y calores de fusión.[pic 3]

[pic 4]

El calor de solidificación de un líquido es de la misma magnitud que el calor de fusión. Este representa la remoción de una cantidad de calor suficiente de una cantidad (1mol o 1 g) dada de líquido para que el líquido solidifique en su punto de congelación. Para el agua

                                                Se absorben 6.02 -kj7mol o 334 J/g

                                      hielo                                agua (0°C)[pic 5][pic 6]

                                             se desprenden 6.02 -kj7mol o 334 J/g

Sublimación y presión vapor de un solido

algunos salidos, como el yodo y el dióxido de carbono se vaporizan a presión atmosférica sin parar por el estado líquido. Este proceso se conoce con el nombre de sublimación. Los sólidos exhiben presión de vapor como los líquidos, pero, en general. Su presión de vapor es mucho menor. Los sólidos con presión de vapor elevada subliman con facilidad. El olor característico de un sólido casero común, el para-diclorobenceno. Se debe a la sublimación. El proceso inverso, mediante el cual el vapor se solidifica sin pasar por la fase liquida se llama deposición.

...