Cambios de estados
de sustancias puras
Mecánico

Térmico

Equilibrios

Equilibrio químico
Material
Equilibrio de fases

• Gases
• Sól/líquid
• En disolución
Mecánico

Térmico

Equilibrios

Equilibrio químico
Material
Equilibrio de fases

• Gases
• Sól/líquid
• En disolución
CONTENIDO

1.- Conceptos básicos. Fases y transiciones de fases.
2.- Equilibrio líquido-vapor. Curvas de presión de vapor....
1

CONCEPTOS BÁSICOS.
FASES Y TRANSICIONES DE FASES.

Sistema homogéneo: sistema a lo largo del
cual cada propiedad macros...
Transición de fase: Conversión de una fase en otra.
Gas
Vaporización

Condensación

Líquido
Sublimación

Deposición
Fusión...
2

EQUILIBRIO LÍQUIDO-VAPOR.
CURVAS DE PRESIÓN DE VAPOR.

Sistema abierto

Sistema cerrado

Cuando la velocidad de evapora...
Presión de vapor de un líquido: presión ejercida
por su vapor cuando los estados líquido y gaseoso
están en equilibrio din...
¿Cómo varía la presión de vapor con la temperatura?

Curvas de
presión de vapor

a) Éter dietílico, b) benceno, c) agua, d...
¿Cuándo hierve un líquido?
Cuando Pvap = Pext

Es posible la formación de
burbujas de vapor en el
interior del líquido.

P...
Lectura alternativa de las curvas:
El punto de ebullición de un líquido varía con la presión

23.8
25
Consecuencias

Monte Kilimanjaro (Tanzania)
5895 m de altitud, P = 350 mmHg

Teb (agua) = 79ºC
Aplicaciones

P ≈ 2 atm
⇓
Teb (agua) ≈ 120ºC
Olla rápida

Tiempos de cocción más rápidos
3

DIAGRAMAS DE FASES.
Curva de presión de vapor de un líquido

(la presión del vapor que está en equilibrio con el líquid...
Diagrama de fases para el agua

Tfus
normal

Teb
normal

Línea OC: Curva del equilibrio líquido ↔ gas (curva de Pvap)
Líne...
S
T

Punto O: Punto triple (coexisten las tres fases en equilibrio)
PPT y TPT son características de cada sustancia
(agua:...
Sublimación: Aplicaciones
Liofilización: deshidratación a baja presión
1) Congelar café molido
2) Disminuir la presión
3) ...
Diagrama de fases para el CO2
Curva pto. fusión:
Pendiente positiva
Como PPT > 1 atm
Sublima
Utilidad: efectos
de humo y n...
C: punto crítico
Característico de cada sustancia
(agua: Tc = 374ºC, Pc = 218 atm)

Al ascender por la curva L↔G
Aumenta ρ...
Más allá del punto crítico

⇓
Fluido supercrítico

Consecuencia: Para T > Tc la sustancia gaseosa no se puede licuar,
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Cambios de fase

  1. 1. Cambios de estados de sustancias puras
  2. 2. Mecánico Térmico Equilibrios Equilibrio químico Material Equilibrio de fases • Gases • Sól/líquid • En disolución
  3. 3. Mecánico Térmico Equilibrios Equilibrio químico Material Equilibrio de fases • Gases • Sól/líquid • En disolución
  4. 4. CONTENIDO 1.- Conceptos básicos. Fases y transiciones de fases. 2.- Equilibrio líquido-vapor. Curvas de presión de vapor. 3.- Diagramas de fases.
  5. 5. 1 CONCEPTOS BÁSICOS. FASES Y TRANSICIONES DE FASES. Sistema homogéneo: sistema a lo largo del cual cada propiedad macroscópica intensiva es constante. Fase: Porción homogénea de un sistema. Sistema heterogéneo: Sistema formado por dos o más fases. Varios componentes Un solo componente (sustancia pura)
  6. 6. Transición de fase: Conversión de una fase en otra. Gas Vaporización Condensación Líquido Sublimación Deposición Fusión Congelación Sólido
  7. 7. 2 EQUILIBRIO LÍQUIDO-VAPOR. CURVAS DE PRESIÓN DE VAPOR. Sistema abierto Sistema cerrado Cuando la velocidad de evaporación iguala la velocidad de condensación Presión del gas constante Equilibrio dinámico ⇓ Equilibrio entre las fases H2O (l) ↔ H2O (g)
  8. 8. Presión de vapor de un líquido: presión ejercida por su vapor cuando los estados líquido y gaseoso están en equilibrio dinámico. • Volátiles Pvapor alta a Tamb Sustancias • No volátiles Pvapor baja a Tamb
  9. 9. ¿Cómo varía la presión de vapor con la temperatura? Curvas de presión de vapor a) Éter dietílico, b) benceno, c) agua, d) tolueno, e) anilina
  10. 10. ¿Cuándo hierve un líquido? Cuando Pvap = Pext Es posible la formación de burbujas de vapor en el interior del líquido. Punto de ebullición Punto de ebullición normal: temperatura a la que la presión de vapor del líquido es igual a la presión de 1 atm.
  11. 11. Lectura alternativa de las curvas: El punto de ebullición de un líquido varía con la presión 23.8 25
  12. 12. Consecuencias Monte Kilimanjaro (Tanzania) 5895 m de altitud, P = 350 mmHg Teb (agua) = 79ºC
  13. 13. Aplicaciones P ≈ 2 atm ⇓ Teb (agua) ≈ 120ºC Olla rápida Tiempos de cocción más rápidos
  14. 14. 3 DIAGRAMAS DE FASES. Curva de presión de vapor de un líquido (la presión del vapor que está en equilibrio con el líquido a una T dada) La curva nos informa de situaciones de equilibrio líquido-gas. 1100 1000 900 800 P/mmHg 700 600 Líquido 500 Gas 400 300 200 Curva de equilibrio entre fases 100 0 0 10 20 30 40 50 60 T/ºC 70 80 90 100 110 120 Cada punto nos da una pareja de valores (P, T) para los cuales existe equilibrio Si, a una P dada, T > Teb : La fase más estable es el gas. Si, a una P dada, T < Teb : La fase más estable es el líquido.
  15. 15. Diagrama de fases para el agua Tfus normal Teb normal Línea OC: Curva del equilibrio líquido ↔ gas (curva de Pvap) Línea OD: Curva del equilibrio sólido ↔ líquido Línea OA: Curva del equilibrio sólido ↔ gas
  16. 16. S T Punto O: Punto triple (coexisten las tres fases en equilibrio) PPT y TPT son características de cada sustancia (agua: PPT = 4.58 mmHg; TPT = 0.01ºC) PR: sólido → fusión → líquido → vaporización → gas Cuando P < PPT ⇒ ST: sólido → sublimación → gas
  17. 17. Sublimación: Aplicaciones Liofilización: deshidratación a baja presión 1) Congelar café molido 2) Disminuir la presión 3) El agua sólida pasa a agua gas, que se elimina. Ventajas: * Evita secado por calentamiento (destruiría moléculas del sabor) * Evita que se estropee (en ausencia de agua no crecen bacterias)
  18. 18. Diagrama de fases para el CO2 Curva pto. fusión: Pendiente positiva Como PPT > 1 atm Sublima Utilidad: efectos de humo y niebla CO2 (s): hielo seco
  19. 19. C: punto crítico Característico de cada sustancia (agua: Tc = 374ºC, Pc = 218 atm) Al ascender por la curva L↔G Aumenta ρgas y disminuye ρlíq En C: ρgas = ρlíq
  20. 20. Más allá del punto crítico ⇓ Fluido supercrítico Consecuencia: Para T > Tc la sustancia gaseosa no se puede licuar, por más presión que apliquemos. [p.ej.: Tc (O2) = -118ºC. A Tamb es imposible licuarlo]. Aplicación: CO2 supercrítico se usa para extraer la cafeína del café.

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