1. Energía y trabajo útil III
Energía libre de Gibbs
Práctica #12:
Objetivos:
Durante esta práctica comprenderemos el concepto de energía libre de Gibbs y su función
como propiedad de estado. También entenderemos la importancia que tiene dicha
variable en los cálculos de los procesos en equilibrio.
Podremos experimentar una reacción en el equilibrio y como dicho equilibrio se desplaza
por efecto de la temperatura. También, podremos asociar un concepto relativamente
abstracto como la energía libre de Gibbs a un fenómeno físico sencillo.
Veremos cual es la relación entre la energía libre de Gibbs y un proceso experimental en
equilibrio, infiriendo la relación con otros procesos de equilibrio físico y químico.
Comprenderemos la relación entre la energía libre de Gibbs y el equilibrio así como la
espontaneidad de un proceso. Realizaremos una experiencia de laboratorio para
determinar la relación entre el equilibrio de una disolución y la temperatura de dicha
disolución.
Introducción
Se denomina reacción exotérmica a cualquier reacción química que desprende energía,
es decir con una variación negativa de entalpía.
Un proceso endotérmico es donde el sistema absorbe calor, durante este proceso fluye
calor hacia adentro del sistema desde su entorno.
Un proceso que tiene lugar en un sistema que se deja que evolucione por sí mismo.
Una vez comienza, no es necesaria ninguna acción desde fuera del sistema para hacer
que el proceso continúe.
Un proceso no espontáneo no se produce a menos que se aplique de forma continua
alguna acción externa.
Procesos espontáneos:
Evaporización del agua
Combustión del papel
Degradación de los alimentos
Procesos no espontáneos:
Transformación del hidrogeno y oxigeno en agua.

2. compresión de un resorte
Compresión de un resorte
Separación de una mezcla homogénea.
Conceptualmente podemos definir la energía libre de Gibbs como la fracción de variación
total de energía que es capaz de efectuar trabajo a... [continua]
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Ciencia Nuestra de cada Día
La Naturaleza nos sorprende cada instante con multitud de fenómenos que
despiertan nuestra curiosidad. La Ciencia Nuestra de Cada Día es un espacio en el
que Ángel Rodríguez Lozano nos incita a mirar a nuestro alrededor y descubrir
fenómenos cotidianos que tienen explicación a la luz de la ciencia.
¿Por qué sale agua blanca de un grifo de mi casa?
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El agua es transparente pero contiene sustancias disueltas, entre esas sustancias están los gases
que componen el aire. En algunas ocasiones, al llenar un vaso con agua del grifo, el aire que hay
disuelto en el agua escapa de ella creando burbujas diminutas que le proporcionan un color blanco
parecido a la leche. Para comprender bien el fenómeno debemos aclarar algunos conceptos
básicos sobre disoluciones.
Si echamos una cucharada de azúcar en el agua, y la removemos, se disuelve totalmente hasta
desaparecer. Realmente, no desaparece, lo que sucede es que los cristales de azúcar se
deshacen y sus moléculas se dispersan entre las moléculas del líquido, decimos entonces que el

3. azúcar se ha disuelto. Bien pues, en el agua no sólo se disuelven sustancias sólidas como la sal o
el azúcar, también se disuelven los gases, de hecho, el agua que bebemos tiene siempre una
pequeña cantidad de aire disuelto. Cuando ese aire escapa del agua que la contiene, forma
pequeñas burbujas y, cuando esas burbujas son muchas y muy pequeñas, dan al agua ese
aspecto lechoso que hemos denominado “agua blanca”.
Hay una forma muy simple de curar el agua blanca y volverla de nuevo transparente: sólo hay que
llenar el vaso y dejarlo reposar. Si lo observamos detenidamente durante un par de minutos,
veremos cómo el agua comienza a hacerse transparente, primero por el fondo del vaso y después,
poco a poco, la parte transparente va creciendo hacia arriba a medida que las burbujas de aire
suben a la superficie, hasta recuperar la transparencia total. Cuando sucede esto, podemos beber
el agua sin problemas, no hay ningún peligro.
¿Y por qué se produce el agua blanca en unas ocasiones y en otras no? Para explicarlo, volvamos
al experimento de la disolución de azúcar. Si después de haber disuelto la primera cucharada,
continuamos echando poco a poco azúcar en el agua al mismo tiempo que vamos removiendo,
observaremos que llega un momento en el que no es posible disolver más; el agua no puede
soportar más azúcar disuelto (decimos que la disolución se satura) y todo el azúcar que echamos
se va quedando en el fondo.
Con el aire sucede lo mismo, la disolución de aire en agua también puede llegar a saturarse, solo
que el aire, como es más liviano que el agua, en lugar de acumularse en el fondo, se escapa, bien
por la superficie o formando burbujas en el seno del líquido. Ahora bien, la cantidad máxima de
gases que el agua líquida puede llevar disueltos depende de dos factores: la temperatura y la
presión.
Cuanto más fría esté el agua mayor es la cantidad de aire que puede disolverse en ella. He aquí un
experimento casero que lo demuestra: pongamos agua fría del grifo a calentar, no hace falta que
sea agua blanca, basta agua transparente, veremos como, a medida que sube la temperatura, en
las paredes y en el fondo del recipiente se van creando burbujas. Dado que, al estar más caliente,
el agua soporta menos aire disuelto, irá expulsando el aire que le sobra y éste se acumula en
burbujas, lo mismo que el azúcar se queda en el fondo de vaso en una disolución saturada. A
mayor temperatura, las burbujas crecen en número y en tamaño hasta que el agua entra en
ebullición (a 100ºC a presión atmosférica normal). En ese momento, el líquido ya ha expulsado
todo el aire que tenía disuelto y el agua comienza a convertirse en un gas, a partir de ahí las
burbujas que se forman no son de aire sino de vapor de agua y el líquido comienza a hervir.
La presión también tiene un papel importante en la formación del agua blanca. Si aumenta la
presión del agua, el aire tiene más dificultades para escapar y, si la presión disminuye, el aire
escapa con más facilidad formando burbujas. Como el agua circula a presión por el interior de las
cañerías, al abrir un grifo la presión disminuye bruscamente y ese cambio favorece, en algunas
ocasiones, la aparición de las burbujas que producen el agua blanca.
¿En qué circunstancias se produce el agua blanca o lechosa? Existen varias posibilidades:
El agua de consumo se suele extraer de acuíferos profundos, suele estar muy fría y con una gran
cantidad de aire disuelto. En ciertas épocas del año, especialmente en primavera y verano, el agua
es bombeada hasta tuberías cercanas a la superficie, éstas se encuentran en un ambiente más
cálido y el agua se calienta. Como por el interior de las tuberías el agua circula a presión, el aire en
exceso no se libera hasta que abrimos el grifo. Al abrir el grifo, la presión baja bruscamente, el aire
sobrante se libera formando pequeñas burbujas que se mueven por todo el líquido y el agua se
vuelve blanca.
Otro momento en el que suele formarse el agua lechosa tiene lugar cuando la compañía de
abastecimiento de aguas corta el suministro para trabajar en las tuberías de distribución. Al cortar
el flujo de agua, el aire entra libremente por las cañerías, después, cuando se restaura el servicio,
una parte del aire se disuelve en el agua al ser arrastrado por ella. Una vez más, al abrir el grifo, la
presión se libera y el aire forma burbujas que le dan al agua un aspecto lechoso. Esto puede
suceder en cualquier momento y el efecto puede durar varios días, incluso varias semanas.

4. Por último, otra causa de formación del agua blanca es el circuito de agua caliente de nuestras
casas. Cuando abrimos el grifo del agua caliente, estamos liberando agua que ha ganado mucha
temperatura en la caldera y por lo tanto está deseosa de soltar el aire disuelto sobrante. Una vez
más, al abrir el grifo la presión disminuye y el agua se carga de burbujas. Esto es muy normal pero
no lo vemos porque los grifos suelen llevar unos pequeños difusores en la boca de salida que
favorecen que el aire escape a la atmósfera. Si quiere ver agua blanca, quite el difusor del grifo,
deje que salga agua muy caliente y llene un vaso.
En resumen, si el agua de su grifo sale blanca, déjela reposar, si pasados cinco minutos es
transparente, puede beberla sin peligro, si no es así, pregunte en la compañía de suministro
porque puede haber algún problema de contaminación, por bacterias o por sustancias ajenas al
agua.
ENERGÍA LIBRE DE GIBBS
En 1879, JoshiaWillardGibbs, físico de la Universidad de Yale, definió una FUNCIÓN DE ESTADO
combinada. Que depende de tres parámetros, la entalpía, la entropía y la temperatura. Conocida
también como energía libre de Gibbs.
¿Qué indica la energía libre de Gibbs de un sistema y cómo se representa?
La energía libre de Gibbs para cualquier proceso nos indica la energía que está disponible para
realizar un trabajo útil que puede realizar el sistema sobre los alrededores. Se representa con la
letra mayúscula G.
¿Cómo calcular la energía libre estándar para una reacción?
La energía libre estándar de formación para un compuesto ∆G° f , es el cambio de energía libre
cuando se forma una mol de sustancia a partir de sus elementos en condiciones estándar, o sea
a 1 atm de presión y una de temperatura de 298 K (25ºC).
Cabe señalar que la energía libre de los elementos y moléculas diatómicas en esas condiciones
es cero.
La variación de energía libre estándar para una reacción ∆G°r se puede calcular a partir de los
valores de ∆G°f de sus reactivos y productos de la siguiente manera:
∆G°r =  n∆G°f(productos) -  m ∆G°f(reactivos)
donde
= suma de
n, m = coeficientes estequiométricos de la reacción
La energía libre también se puede calcular a partir de la siguiente ecuación:

5. ∆G = ∆H - T∆S
donde T= es la temperatura absoluta
∆H = variación de entalpía
∆S = variación de entropía
Interpretación de los valores de ∆G°r
Si el valor de ∆G°r es positivo, la reacción es no espontánea, es decir, no hay energía disponible
para realizar trabajo.
Si el valor de ∆G°r es negativo, el proceso es espontánea, es decir, hay energía disponible para
realizar trabajo.
Si el sistema presenta un ∆G° cero, la reacción está en equilibrio.
Ejercicios:
1. Calcula la energía libre de Gibbs de la siguiente reacción: H2O2(g) →H2O(g) + ½ O2(g)
Si la temperatura es de 25°C, la ∆H°= -106 kJ/mol y ∆S°= 58 J/mol K. ¿La reacción será espontánea?
2. Calcula la energía libre de Gibbs e indica si la reacción es espontánea. A 298 K, el ∆H° = -240.8
kJ/mol y ∆S° = -171.8 J/mol K, son los valores para la siguiente ecuación química:
BaO (s) + CO2 (g) → BaCO3 (s)
3. Con la ayuda de tu tabla termoquímica consulta la ∆Gº y calcula la variación de la energía libre e
indica si es un proceso espontáneo o no.
a)2 KClO3 (s) → 2 KCl ( s) + 3 O2 (g)
b)2 CH3OH(l) + 3 O2(g) → 2 CO2 (g) + 4 H2O (l)
4. Predice en los siguientes procesos si aumenta o disminuye el desorden y justifica.
a)Cuando un trozo de metal a 150°C se pone en contacto con agua a 40°C
b)El vapor de benceno, C6H6(g), a una presión de 1 atm se condensa en benceno líquido en el
punto de ebullición, 80°C
5. En el siguiente cuadro se encuentran las funciones termodinámicas que se han estudiado,
completa la información:

6. Función termodinámica Signo Interpretación
_________________________________________________
Entalpía Positivo (+)
Reacción exotérmica
Entropía Aumenta el desorden en el sistema
Negativo (-)
Energía libre de Gibbs Positivo (+)
Reacción espontánea
1. El óxido de calcio reacciona con el dióxido de carbono para formar carbonato de
calcio, CaCO3, como muestra la siguiente ecuación:
CaO (s) + CO2 (g) → CaCO3 (s)
a)Calcula la entalpía de reacción e indica si es exotérmica o endotérmica.
b)Indica si el orden aumenta o disminuye en la reacción.
c)Calcula el valor de la entropía.
d)Calcula la energía libre y predice si es la reacción es espontánea o no.
2. El nitrometano, CH3NO2, es utilizado como aditivo en los combustibles de los
motores de combustión interna. Es un compuesto muy volátil y en su descomposición en la
cámara de combustión proporciona más oxígeno para favorecer la combustión de la
gasolina. Si la ∆G°f CH3NO2 (g) = - 6.91 kJ/mol y CH3NO2 (l) = -113.1 kJ/mol, determina si la
condensación del nitrometano es espontánea a 40°C y 1 atm.
3. Se tiene la siguiente ecuación química:NO(g) + ½ O2(g) → NO2(g)
Y se necesita saber cuál es la temperatura más favorable para obtener el producto. Se tienen dos
temperaturas: 25°C y 500°C.
a) Calcula los valores de ∆H °r, ∆S°r y ∆G°r a 25 °C.
b) Calcular la energía libre de Gibbs de la reacción a 500°C, con la ayuda de tu tabla
termodinámica para el NO (g) y si los valores del NO2 (g) son: ∆H °f= 33. 84
Jk/mol; ∆S°f = 240.45 J/molK.
Quién no ha tenido una noche vaga en la que no apetecía recoger la mesa y se ha ido directamente a
dormir. Seguro que a la gran mayoría le ha sucedido al menos una vez. Al levantarse por la mañana,

7. es curioso como el agua recién salida de la botella del frigorífico que dejamos a medio terminar en un
vaso ahora está repleta de burbujas. ¿De donde salen estas burbujas del agua?
I: Vaso de agua
La respuesta es tan sencilla como que esas burbujas de aire estaban disueltas en el agua. Al igual que
fácilmente podemos disolver cucharas de sal o azúcar en un vaso de agua, otro tipo de sustancias
pueden ser disueltas en el agua. En la composición de cualquier agua embotellada podemos encontrar
una gran cantidad de sales minerales presentes en distintas proporciones, pero al igual que estos
sólidos, otras sustancias gaseosas también pueden estar disueltas en el agua, tal como el oxígeno o el
nitrógeno.
La solubilidad del agua no es constante, sino que varia tanto con la presión como con la temperatura.
De este modo, cuando la presión o la temperatura del agua varían, la cantidad de moléculas de una
determinada sustancia que puede tener disueltas varía. Esto es fácilmente demostrable al intentar
disolver azúcar en un vaso de agua. Cuanto más caliente esté el agua, más cantidad de azúcar
podremos disolver.
Una vez tenemos un vaso de agua caliente con tanto azúcar disuelto como podamos, si lo dejamos
enfriar, poco a poco podemos observar cómo cristales de azúcar se comienzan a formar. Todo
comienza con unas pocas moléculas de azúcar que se quedan pegadas a otras generando las zonas de
nucleación. A medida que la cantidad de moléculas unidas se vaya haciendo más grande, serán más
las moléculas de azúcar que quedarán cohesionadas, empezando a hacer visibles los cristales de
azúcar.

8. II: Ejemplo de nucleación
Lo mismo que sucede en el caso del azúcar cuando el agua pierde temperatura, pasa con las
moléculas de aire cuando el agua gana temperatura. Tomando como ejemplo las moléculas de
oxígeno, unas se irán juntando a otras creando las zonas de nucleación. La mayoría de ellas, antes de
ser visibles saldrán del vaso de agua, pero algunas se quedarán pegadas a las pequeñas
imperfecciones del vaso de agua, creando las conocidas burbujas de aire.
El mismo principio explica por qué cuando llenamos un vaso con agua del grifo, rápidamente esta se
llena de burbujas de aire. En las tuberías, el agua se mantiene, por lo general, algo más fría que a
temperatura ambiente, y a mucha mayor presión. Una vez el agua esté reposando en el vaso, habrá
perdido toda la presión a la que estaba sometida en las tuberías, y la temperatura aumentará
levemente, razón por la cuál comenzarán a aparecer zonas de nucleación, y por lo tanto las burbujas
de aire pegadas a las imperfecciones del vaso.
Fuentes y más información:
 BlunderLab
 Air bubbles
 Waterbubbles
 Nucleación
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SOLUBILIDAD 1.
1*.El cloruro sódico, cuando se disuelve en el agua, sus iones interaccionan con los dipolos
del agua, como se observa en la figura. Generalizando cuando una sal se disuelve en el
agua, deberá tenerse en cuenta su:
a) Energía de red
b) Energía de hidratación
c) La temperatura del agua
d) La cantidad de agua
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10. 2*. La mayoría de las sales se disuelven fácilmente en el agua, pero en muchas de ellas,
como el caso de la sustancia A, su solubilidad aumenta considerablemente con la
temperatura, esto se debe a que:
a) Su estructura cristalina no es muy compacta
b) Tienen muy poca energía de red
c) Sus iones tienen una gran energía de hidratación
d) Son sustancias no cristalinas

11. 3*. Si tenemos dos sales A y B, cuya solubilidad varía con la temperatura como indica la
figura, podrás decir de ellas que:
a) La A es mucho más soluble en la caliente que la B
b) Si tenemos una disolución saturada de ambas a 40ºC y enfriamos en el fondo del
recipiente se separará prioritariamente A
c) Será más fácil de cristalizar A que B
d) Será más fácil preparar una disolución sobresaturada con la B que con la A

12. 4. Dada la gráfica de la variación de la solubilidad de una sal, con la temperatura, en tres
situaciones X, Y y Z, de ellas podrás asegurar que:
a) Y es una disolución saturada de la misma
b) X es una disolución en equilibrio entre fase sólida y fase disuelta
c) Z es una disolución que admite más soluto
d) Y es una disolución sobresaturada
5*. Se prepara una disolución saturada X de una determinada sal, a 70ºC, con 138g de la
misma en 100g de agua (véase la gráfica de la variación de la solubilidad con la
temperatura). Después enfriamos hasta los 40º (posición Y), al cabo de un tiempo
determinado la disolución alcanza el punto Z de la curva. De estos hechos podrás decir que:
a) Y es una disolución sobresaturada
b) Y es una disolución saturada
c) En Z, se producirá un precipitado de 78g de sal
d) En Z existe un equilibrio heterogéneo entre la sal disuelta y sin disolver

13. 6*. Disuelves cierta cantidad de sulfato de cobre(II) pentahidratado (A).Agitas con la
varilla y al cabo de un tiempo la situación se refleja en B. Calientas hasta T2>T1 (C), y
después enfrías hasta T1. De todas estas situaciones dirás que:
a) B es una disolución no saturada
b) C es una disolución saturada
c) D es una disolución sobresaturada
d) Al cabo de cierto tiempo se producirá un precipitado en D

14. 7. Se disuelve cloruro de plata en agua a 25º, hasta que se deposita en el fondo, tal como se
observa en la figura. De esta situación dirás que:
a) Existe un equilibrio homogéneo entre la fase disuelta y la fase sólida
b) Predomina la producción de un precipitado de cloruro de plata
c) Se produce un equilibrio heterogéneo entre la fase disuelta y la fase sólida
d) El precipitado del fondo se disuelve preferentemente
8*. Cuando echas una sustancia sólida y poco soluble, como la cal, en un vaso de
precipitados con agua, observas al cabo de cierto tiempo que en el fondo del recipiente
queda sustancia sin disolver. En estas circunstancias podrás afirmar que:
a) La disolución está saturada de hidróxido cálcico y su concentración en gramos/litro se
denomina solubilidad
b) Existe un equilibrio heterogéneo entre el hidróxido cálcico disuelto y el del fondo
c) Se produce un equilibrio entre el oxido cálcico y el hidróxido cálcico
d) La velocidad con que se disuelve el hidróxido es igual a la que le lleva a depositarse en
el fondo
9*. Cuando se produce el equilibrio heterogéneo entre una sustancia disuelta y su estado
disuelto, tratándose de electrolitos fuertes, lo que ocurre realmente es que:
a) Solo ocurre entre especies iónicas y la fase no disuelta situada en el fondo del recipiente
b) Se sigue el principio de le Chatelier en su desplazamiento
c) La constante de dicho equilibrio se denomina producto de solubilidad
d) La solubilidad dependerá solamente de la constante del equilibrio
10. La expresión de la constante del producto de solubilidad de una sal de fórmula
general AmBn, será:

15. a) b) c)
d)
11*. Los estudiantes de física y química, recuerdan a Walter Nernst, por haber enunciado el
tercer principio de termodinámica, y por sus trabajos sobre pilas electroquímicas, sin
embargo lo que no suele saberse es que fue un precursor de la música electrónica, al
inventar un piano eléctrico. Definió el producto de solubilidad del que puedes decir que:
a) Es la constante del equilibrio heterogéneo en el que se encuentra una disolución
saturada
b) Es el producto de la concentración de los iones en una disolución saturada de una
sustancia
c) Siempre se mide en moles/litro
d) Sólo depende de la temperatura
12*. Cuando un hidróxido poco soluble, se disuelve en el agua dirás que su pH, dependerá
de:
a) La solubilidad b) La constante del producto de solubilidad
c) La temperatura d) La cantidad de agua
13.El producto de solubilidad de un hidróxido poco soluble depende de
a) La solubilidad b) pH
c) pOH d) La temperatura
14*. El concepto químico de base, surge por ser estas sustancias la base de la formación de
las sales, al combinarse con los radicales ácidos. Sin embargo este concepto ideado por
Lavoisier, también abarcaba a numerosos óxidos, como la cal y la barita. Las bases o
hidróxidos de los metales alcalinotérreos, son poco solubles, y su producto de solubilidad
en disolución acuosa se puede calcular fácilmente si te dan:
a) La concentración de los iones metálicos
b) El pH de la disolución
c) La concentración de la fase sólida
d) La constante de equilibrio
15. Ya Basilio Valentino, "cronista químico", del siglo XV, escribía de una piedra que
ayudaba a fundir a los minerales. Sin embargo será un médico de las minas bohemias
de Joachimsthal, Jorge Bauer, más conocido por "Agrícola", el que describe en su tratado
de minería "De re metálica", publicado en Basilea en 1530, este mineral que
denomina: Lapis fluor (piedra que fluye). Este mineral que se llamó espato flúor, y después
fluorita, tiene como base el fluoruro cálcico, y es el que dará nombre al flúor, que se extrae

16. de aquel. Si el producto de solubilidad de CaF2 es 3.4.10-11
, dirás que su solubilidad en
g/litro será de:
a) 0,016 b) 2,04.10-4
c) 1,59.10-2
d) 2.10-2
Masas atómicas: F, 19 / Ca, 40
16. El carbonato bárico tiene un producto de solubilidad, a 25ºC, de 8.1.10-9
, con este dato
podrás decir que la normalidad de una disolución saturada de esta sal será de:
a) 8.10-7
b)1.8.10-4
c)4,5.10-5
d) 0.9.10-4
17. Preparas una disolución saturada de una sal AB, disolviendo 0.01 g. de la misma hasta
obtener un litro de disolución, que a 27ºC presenta una presión osmótica de 3.74 torr. Con
este dato podrás asegurar que el producto de solubilidad de la misma será
aproximadamente:
a) 4.10-8
b)4.10-12
c)4.10-16
d)4.10-4
18*. Los productos de solubilidad de las sales de plata: 1. cromato de plata / 2. yoduro de
plata / 3. cloruro de plata, son respectivamente: 4.10-12
, 8.10-17
y 1.10-10
. Con estos datos
podrás asegurar que si en un volumen igual disuelves dichas sales hasta formar
disoluciones saturadas:
a) Habrá más iones plata disueltos en la 1
b) La más insoluble es la 3
c) Si mezclas la 1 y la 2, se producirá un precipitado de yoduro de plata
d) Si mezclas la 1 y la 2 se producirá un precipitado de cromato de plata
19*. Las aguas duras, son las que contienen una concentración en iones calcio o magnesio
superiores en 60 partes por millón, y son las responsables de que los detergentes formen
jabones insolubles, difíciles de arrastrar con agua, y que en las tuberías y lavadoras
aparezcan costras sólidas que entorpecen su funcionamiento. Estas costras están formadas
fundamentalmente por carbonato cálcico. Si su producto de solubilidad es de 1.7.10-8
,
podrás asegurar que para que se produzca, la concentración en iones calcio en moles/litro,
tendrá que ser mayor que:
a) 0.00010 b)1.3.10-4
c) 0.00013 d) 0.0052
20. Muchos de los primeros ácidos encontrados procedían de extractos de plantas que
recibirían nombres relacionados con las propiedades de aquellos, o sea el clásico picor en
lengua. Así, existía una planta, llamada arumex acetosa, con estas características,

17. recibiendo el nombre vulgar de acedera. De ella Wiegleb en 1770 extrajo un ácido que
llamó, por todo lo dicho, oxálico (ox=ac).Su nombre sistemático será el etanodioico,
precipitando fácilmente de sus sales, si existe el ion calcio, pues el producto de solubilidad
del oxalato cálcico es 2,5.10-9
. Con este dato, te será fácil pronosticar que la máxima
cantidad de oxalato cálcico que puede existir en un litro de disolución, deberá ser de:
a) 64 g b) 5 mg c) 6,4 mg d) 0,5 mg
DATOS: C,12; O,16; Ca,40
http://www.heurema.com/TestQ54.htm
El agua
El aire
La gasolina
El alcohol
La leche
Soluciones azucaradas
Zumos de frutas clarificados y despectinizados
Aceites delgados para motor
El vino
Los aceites minerales
Aceites Vegetales (como el aceite de oliva)
Soluciones Puras de Sacarosa
Queroseno
Benceno
Glicerina
NEWTONIANOS.
Son llamados así después de que Isaac Newton describiera el fluido viscoso. No posee
propiedades elásticas, es incomprensible, isotrópico y carece de estructura.
La viscosidad de un fluido es una autentica propiedad termodinámicas y varía con la
temperatura y presión.
Hidrógeno
Aceite
Aire
Gasolina
Agua
Alcohol etílico
Mercurio
Glicerina
Queroseno
Benceno
Este artículo se publica con la intención de compartir una recopilación
estudiantil que necesariamente está sujeta a correcciones ortográficas,

18. gramaticales, de forma y de contenido. Por este motivo debe
considerarse como material en proceso de elaboración, aún no
terminado.
Existen algunos líquidos que presentan comportamientos realmente extraños, debidos a la
composición química y estructura de las moléculas que lo forman o al tipo de interacción de esas
moléculas o partículas con el solvente, cuando se trata de una solución o suspensión.
Veremos uno de esos casos, que puede ubicarse dentro del último grupo mencionado.
Pongamos en un vaso algunas cucharadas de almidón de maíz (Maicena) y agreguemos agua como
para formar una papilla bastante líquida, revolviendo con una cucharita. Ya desde el principio
notaremos que no es lo mismo que preparar otras mezclas comunes en la cocina: cuesta bastante
mover la cucharita. En realidad, es posible revolver lentamente, pero en cuanto aumentamos la
velocidad de agitación, la resistencia al movimiento crece notablemente. Con un movimiento lento
no será dificultoso hundir la cucharita hasta el fondo, pero si intentamos un movimiento brusco,
se encontrará nuevamente una gran resistencia.
Tomemos el vaso con una mano y hagámoslo mover rápidamente en círculos. Si el líquido fuese
agua o leche, ya se habría volcado... Pero eso no ocurre con el líquido blanco que preparamos.
Otra prueba que demuestra el comportamiento extraño de este líquido consiste en volcarlo a otro
recipiente en forma de chorro fino. Veremos que no tenemos un chorro uniforme y perfectamente
vertical como ocurriría con el agua, sino que oscila y se mueve como si estuviera bailando...
Este comportamiento poco común ubica al líquido que preparamos entre los llamados fluidos no
Newtonianos, y a este en particular, entre los fluidos dilatantes. Un sistema con propiedades
comparables son las llamadas "arenas movedizas": se trata de una mezcla de arena y agua en la
que pueden quedar atrapados animales o personas incautas. También en este caso un movimiento
brusco hace que la mezcla se vuelva más rígida, dificultando o imposibilitando los movimientos.
Otro fluido no Newtoniano que encontramos en la cocina es el ketchup: generalmente ocurre que
al volcar el recipiente de ketchup el contenido no salga, no se vierta. Es necesario agitar
fuertemente para que el contenido se vierta con facilidad. Ocurre que la viscosidad del fluido
disminuye al agitarlo, promoviendo el movimiento de las moléculas entre sí. Luego de algunos
minutos la viscosidad vuelve a aumentar. Ese comportamiento es típico de los llamados fluidos
tixotrópicos, y tiene considerable importancia en algunos productos industriales, como las
pinturas. En efecto, al pintar con pincel, por ejemplo, se promueve el movimiento de las moléculas
entre sí, la viscosidad disminuye y la pintura se extiende fácilmente. Pero la viscosidad debe
aumentar rápidamente después de pintar, para evitar las "chorreaduras".

19. Fluido
Un fluido se define como una sustancia que se deforma continuamente bajo la acción de un
esfuerzo de corte, por tanto, en ausencia de este, no habrá deformación. Los fluidos pueden
clasificarse de manera general de acuerdo con la relación entre el esfuerzo de corte aplicado y la
relación de deformación.
Si se considera un elemento de fluido entre dos placas paralelas infinitas. La placa superior se
mueve a una velocidad constante, du, bajo la influencia de una fuerza aplicada constante, dFx. El
esfuerzo de corte yx aplicado al elemento de fluido está dado por:
yx= limdAy-->0 dFx/dAy = dFx/dAy (1)
dondedAy es el área del elemento de fluido en contacto con la placa. Durante el intervalo de
tiempo dt el elemento de fluido se deforma de la posición MNOP a la posición M'NOP'. La relación
de deformación del fluido está dada por:
relación de deformación = limdt-->0 da/dt = da/dt (2)
Para calcular el esfuerzo de corte yx, es deseable expresar da/dt en términos de cantidades
medibles fácilmente. Esto puede hacerse sin dificultades. La distancia dl entre los puntos M y M'
es
dl = du·dt (3)
o de manera alternativa para ángulos pequeños,

20. dl =dy·da (4)
Igualando estas dos expresiones para dl obtenemos:
da/dt = du/dy (5)
Tomando el límite de ambos lados de la igualdad, obtenemos
da/dt = du/dy (6)
Por lo tanto el elemento de fluido de la figura cuando se somete a un esfuerzo de corte,
experimenta una relación de deformación (relación de corte) dada por du/dy. Los fluidos en que
los esfuerzos de corte es directamente proporcional a la tasa de deformación son fluidos
newtonianos. El término no newtoniano se utiliza para clasificar todos los fluidos en los cuales el
esfuerzo de corte no es directamente proporcional a la relación de corte.
Fluidos Newtonianos
La distinción entre fluidos newtonianos y fluidos no-newtonianos se basa en la diferente relación
que existe en unos y otros entre la aplicación de un esfuerzo tangencial y la velocidad con que se
deforman.
Un fluido Newtoniano, también llamado fluido verdadero es aquel que, sometido a un esfuerzo
tangencial o cortante, se deforma con una velocidad que es proporcional directamente al esfuerzo
aplicado.
Dicho de otra forma: si se aplica un esfuerzo tangencial a un fluido newtoniano,
este se pondrá en movimiento sin importar cuán pequeño sea el esfuerzo
tangencial y se generará una cierta distribución de velocidad en el fluido. Ese
esfuerzo tangencial y el gradiente de velocidad que se produce serán
directamente proporcionales, a la constante de proporcionalidad se la define
como viscosidad.
Los fluidos más comunes tales como el agua, el aire y la gasolina son newtonianos en condiciones
normales. Si el fluido de la figura anterior es newtoniano entonces:
yx  du/dy
Si consideramos la deformación de dos fluidos newtonianos diferentes, digamos glicerina y agua
podemos darnos cuenta de que se deformarán a diferentes proporciones ante la acción del mismo
esfuerzo de corte aplicado. La glicerina presenta una resistencia mucho mayor a la deformación
que el agua y por ello podemos decir que es mucho más viscosa. La constante de

21. proporcionalidad de la ecuación es la viscosidad absoluta (dinámica), . Así, en términos de las
coordenadas de la figura, la ley de viscosidad de Newton está dada para un flujo unidimensional
por:
yx = ·(du/dy)
Las dimensiones de la viscosidad dinámica son [Ft/L2] o en forma equivalente [M/Lt]. En el
sistema métrico, la unidad básica de viscosidad se denomina poise (poise = g/cm*s).
Fluidos no newtonianos.
Los fluidos en los cuales el esfuerzo de corte no es directamente proporcional a la relación de
deformación son no newtonianos. Estrictamente hablando la definición de un fluido es válida solo
para materiales que tienen un esfuerzo de deformación cero. Por lo común, los fluidos no
newtonianos se clasifican con respecto a su comportamiento en el tiempo, es decir, pueden ser
dependientes del tiempo o independientes del mismo.
Un gran número de ecuaciones empíricas se han propuesto para modelar las relaciones
observadas entre yx y du/dy para fluidos independientes del tiempo. Pueden representarse de
manera adecuada para muchas aplicaciones de la ingeniería mediante un modelo de la ley de
potencia, el cual se convierte para un flujo unidimensional en
yx = k·(du/dy)
n
donde el exponente n se llama índice de comportamiento del flujo y k el índice
de consistencia. Esta ecuación se reduce a la ley de viscosidad de newton para n
= 1 y k =  , para un fluido newtoniano.
Los fluidos en los cuales la viscosidad aparente disminuye con el aumento de la relación de
deformación (n < 1) se llaman seudoplásticos. Es decir con un incremento en la tasa de corte el
liquido se adelgaza. Casi todos los fluidos no newtonianos entran en este grupo; los ejemplos
incluyen soluciones poliméricas, suspensiones coloidales y pulpa de papel en agua. Si la viscosidad
aparente aumenta con el incremento de la relación de deformación (n > 1) el fluido se
nombra dilatante; aquí el fluido se engruesa con un aumento en la tasa de corte.
Además, existen los llamados materiales lineales de Bingham, donde se
presenta un desplazamiento finito para un esfuerzo cortante menor que un
valor 1 y para el cual existe un comportamiento viscoso newtoniano cuando el
esfuerzo es menor que 1. Para este comportamiento la ecuación correspondiente
es:

22. =1+B du/dy
El estudio de fluidos no newtonianos es aún más complicado por el hecho de que la viscosidad
aparente puede depender del tiempo. Los fluidos tixotrópicos como tintas de impresor , tiene
una viscosidad que depende de la deformación angular inmediatamente anterior de la sustancia y
tiende a solidificarce cuando se encuentra en reposo, estos fluidos muestran una reducción de n
con el tiempo ante la aplicación de un esfuerzo de corte constante. Los
fluidos reopécticos muestran un aumento de n con el tiempo. Después de la deformación,
algunos regresan parcialmente a su forma original cuando se libera el esfuerzo aplicado. A tales
fluidos se les llama viscoelásticos.
esfuerzo cortante
du/dy
Al modelo de Bingham, que representa aceptablemente bien a las pinturas, barnices y
algunos productos alimenticios, corresponde, en el supuesto de flujo dentro de una
tubería el desarrollo de un perfil de velocidad "normal" en cercanías de las paredes, donde
el esfuerzo cortante es mayor y un perfil completamente plano en cercanía del eje de la
tubería donde el esfuerzo cortante se encontraría por debajo de un valor crítico.
El modelo pseudoplástico que representa adecuadamente el comportamiento de algunas
suspensiones como pulpa de papel, napalm en kerosene, etc. corresponde el desarrollo de
un perfil de velocidad aplanado en el centro, semejante a la representación de los perfiles
turbulentos. El modelo dilatante que represente el comportamiento de algunas pastas
corresponde al desarrollo de un perfil de velocidad cónico.
BIBLIOGRAFÍA
â Mecánica de fluidos. Irving H. Shames. Pag 15-18.

23. â CD ROM de Liggett.
â Flujo en tuberías y canales. Rodrigo Cano Gallego.
â Enciclopedia didáctica ilustrada. Salvat editores. Tomo 2.
â Direcciones en Internet:
www.pemex.com/r17_17.html
www.cueronet.com/terminacion/fisicoquimica.htm
www.kokone.com.mx/zona/baba.html
www2.ceniai.inf.cu/dpub/innovac/vol5num4/articulo2.htm
Juan
Camilo Posada
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