Este documento describe las propiedades de los sólidos, líquidos y gases. Explica que la distancia entre las moléculas determina si una sustancia es un sólido, líquido o gas, y que las fuerzas intermoleculares e intramoleculares afectan las propiedades térmicas como los puntos de fusión y ebullición. También cubre conceptos como tensión superficial, viscosidad, cambios de fase y cómo se miden propiedades térmicas.

1. Propiedades de sólidos, líquidos,
gases
Ing. Mario Enríquez
Universidad Cooperativa de Colombia
Ingeniería de alimentos
2012

2. Introducción
• Diferencias en la distancia entre moléculas
– Gas: interacción nula entre moléculas. Permite
compresibilidad
– Líquido: mayor interacción, menor compresibilidad
– Sólidos: distancias entre moléculas menores a diámetro de
moléculas, libertad de movimiento casi nula
• Organización de las moléculas

3. Introducción
• Fases: un parte homogénea de un sistema en
contacto con otras partes del sistema pero separadas
de éstas por una frontera definida

4. Fuerzas intermoleculares e
intramoleculares
• Fuerzas intermoleculares
– Ejercen fuerte influencia en el comportamiento de líquidos y sólidos
principalmente
– En gases, mayor T menor fuerza.
– A bajas T, las moléculas no tienen E para alejarse entre si, uniéndose
(condensación)
• Fuerzas intramoleculares
– Responsables de la unión de los átomos y formación de moléculas
– Responsables de propiedades como el punto de fusión y ebullición
• Inter más débiles que intra

5. Fuerzas intermoleculares e
intramoleculares
• Punto de ebullición refleja fuerzas intermoleculares
• Si Tb de A mayor que Tb de B, A tiene enlaces intermoleculares
más fuertes. Igual para Tm

6. Fuerzas intermoleculares
• Fuerzas dipolo-dipolo
– Fuerzas de atracción entre moléculas polares. Tienden a
alinearse aún en los líquidos favoreciendo la atracción

7. Fuerzas intermoleculares
• Fuerzas ion-dipolo
– Fuerzas que permiten la atracción de un ion y una
molécula polar

8. Fuerzas intermoleculares

9. Fuerzas intermoleculares
• Fuerzas de dispersión: Fuerzas atractivas que surgen
como resultado de dipolos temporales inducidos en
átomos o moléculas (fuerzas de London)
Átomo
Interacción Ión-dipolo inducido
Interacción dipolo-dipolo inducido

10. Fuerzas intermoleculares
– Son fuerzas momentáneas. Responsables de
condensación de gases no polares
– Tm incrementa cuando el # de
e- es mayor

11. Fuerzas intermoleculares
• Puentes de hidrógeno
– Tipo de interacción dipolo-dipolo entre un átomo de
hidrógeno y un enlace polar tal como N-H, O-H, F-H y
átomo electronegativo de O, N o F.

12. Fuerzas intermoleculares

13. Propiedades de líquidos
• Tensión superficial: cantidad de energía requerida para estirar
o incrementar la superficie de un líquido por unidad de área

14. Propiedades de líquidos
• Acción capilar
– Fuerzas de cohesión: atracción entre moléculas similares
– Fuerzas de adhesión: atracción entre moléculas diferentes
Adhesión mayor que cohesión Adhesión menor que cohesión

15. Propiedades de líquidos
• Viscosidad
– Medida de la resistencia de un líquido a fluir.
– Cuanto más fuertes los enlaces intermoleculares, más alta la
viscosidad
Glicerol: alta viscosidad
debido a la presencia de OH
capaces de formar puentes
de H

16. Propiedades de líquidos
• La viscosidad puede variar debido a:
– Cambios en la temperatura del líquido
– Comportamiento reológico del líquido (respuesta
ante un esfuerzo)
– Adición o sustracción de componentes, aditivos o
sustancias
– Condiciones de proceso

17. Propiedades de sólidos
• Sólidos cristalinos: tienen una estructura organizada debida a
un arreglo molecular ordenado. Restringe el paso de la luz

18. Propiedades de sólidos
• Sólidos amorfos: estructura desorganizada. Permiten el paso de
la luz
Cuarzo Vidrio
Lectura: bonds and interaction forces. Physical chemistry of foods (Walstra)

19. Propiedades térmicas
• Cp de alimentos y del aire
– Para un alimento de composición conocida
– Para el aire
Cs = 1.005 + 1.88Y (sistema internacional)
Cs = 0.24 + 0.45Y (sistema inglés)
• Conductividad de alimentos

20. Propiedades térmicas
• Cambios de fase
– Generados por ganancia o pérdida de energía (entalpía)

21. Propiedades térmicas
• Cambios de fase
– Calor sensible
– Calor latente

22. Propiedades térmicas
Calorimetría de barrido diferencial (DSC)
• Temperatura de transición vítrea (Tg)
• Cristalización
• Temperatura de fusión (Tm)