INTRODUCCIÓN TEÓRICA. Un líquido está formado por moléculas que están en movimiento constante y desordenado, y cada una de ellas choca miles de millones de veces en un lapso muy pequeño. Pero, las intensas fuerzas de atracción entre cada molécula, o enlaces de hidrogeno llamados dipolo-dipolo, eluden el movimiento libre, además de producir una cercanía menor que en la que existe en un gas entre sus moléculas. Además de esto, los líquidos presentan características que los colocan entre el estado gaseoso completamente caótico y desordenado, y por otra parte al estado sólido de un líquido (congelado) se le llama ordenado. Por lo tanto podemos mencionar los tres estados del agua (liquido universal), sólido, gaseoso y líquido. OBJETIVOS identificar algunas características y propiedades del estado líquido y su dependencia con las fuerzas de atracción intermoleculares. MATERIALES
vidrio reloj tubos de ensayo 16 x 150 mm cilindro graduado de 100 y 250 ML vaso químico de 250ml jeringuilla plástica de 25 ML pipetas serológicas de 5 ML aguja de coser Cronómetro gotero cápsula de porcelana tapón de caucho
REACTIVOS
mercurio metálico etanol acetona aceite de cocina colorante azul agua gas butano aceite de motor glicerina
MARCO TEORICO la diferencia principal entre los estados condensados líquidos y sólidos y el estado gaseoso es la distancia entre las moléculas en los líquidos las moléculas están tan juntas que es poco el espacio vacío entre ellas por ellos son más difíciles de comprimir las moléculas de un líquido se mantienen juntas por uno o más tipos de fuerzas de atracción un líquido tiene un volumen definido puesto que sus moléculas no escapan de la fuerza de atracción sin embargo pueden moverse libremente entre ellas de tal manera que un
líquido puede influir derramarse adoptar la forma del recipiente que lo contiene contrario los líquidos en un sólido las moléculas se mantienen en posición rígida y prácticamente no tienen Libertad para moverse. Muchas características estructurales comportamiento y propiedades de los líquidos reflejan la intensidad de las fuerzas intermoleculares (fuerzas de atracción entre moléculas). Se sabe que existen tres tipos de fuerzas de atracción entre moléculas neutras: fuerzas dipolo-dipolo, fuerzas de dispersión de London y fuerzas de puentes de hidrógeno. en general las fuerzas intermoleculares son más débiles que las fuerzas intramoleculares. La fuerza de atracción que hay entre las moléculas de un líquido está relacionada con la resistencia que tiene una molécula para escapar de la superficie. la evaporación es el escape real de las moléculas que están en la superficie de un líquido para formar un vapor en el espacio que se encuentra arriba de un líquido si una cantidad de líquido se coloca dentro de un recipiente cerrado las moléculas que se escapan de la superficie del líquido llena en el espacio inmediato sobre el esta forma el sistema avanzara de un estado estacionario en el cual la velocidad de evaporación es igual a la velocidad de condensación estableciéndose un equilibrio Dinámico. Cuando la presión de vapor de un líquido es igual a la presión externa que hay sobre él se forman con rapidez burbujas en todo el líquido y éste llega a la ebullición. Otra propiedad de los líquidos que es influenciado por las fuerza de atracción es la tensión superficial es la propiedad que tiene un líquido arrastrar las moléculas de su superficie hacia el centro de él y por ello reduce la superficie al mínimo. algunas sustancias tienen una tensión superficial mayor que las otras porque la fuerza de atracción son mayores a ese sustancias Por otra parte cuando la temperatura aumenta la energía cinética promedio de las moléculas Se incrementa y el aumento de esta energía permite superar las fuerzas de atracción intermoleculares por tanto la tensión superficial disminuye. La tensión superficial es uno de los factores responsables de la forma que adopta la superficie de un líquido (menisco) que se encuentra dentro un recipiente tubular. Por ejemplo si la cohesión (atracción intermolecular de moléculas iguales) Es mayor que la de adhesión (atracción intermolecular entre moléculas distintas) el menisco será convexo en caso contrario será cóncavo. Algunos líquido como la miel se resisten a fluir pero otros como el agua fluyen con más con facilidad. Las fuerzas atracciones pueden explicar esta propiedad mientras mayores sean las fuerzas de atracción mayor será la viscosidad (resistencia que opone un líquido al flujo). A sí mismo a medida que la temperatura Se incrementa la energía cinética promedio de las moléculas aumentará y su viscosidad disminuirá. cuando dos líquidos se combinan pueden mezclarse por completo formando una solución pueden mezclarse en forma parcial formando dos soluciones pueden no mezclarse formando una mezcla heterogénea en primer caso se considera que los dos líquidos son miscibles alcohol en agua como resultado del movimiento alegre aleatorio de las partículas puede hundirse mezclarse está difusión es más lenta en los líquidos que en los gases debido a que un líquido las moléculas sólo puede moverse una distancia corta antes de chocar con otra molécula en el segundo caso se forman dos capas en la que la solución que tenga la mayor densidad te aparecerá en la capa inferior Por tanto se
considera que estos líquidos son parcialmente miscibles en el tercer caso se forman dos capas de líquido separadas en la cual el líquido más denso aparece en la capa inferior y se considera que los líquidos son inmiscibles.
PROCEDIMIENTO ll. PARTE DIFUSIÓN DE LÍQUIDOS 1. Rotule cinco tubos de ensayos 16 x 150 mm. 2. Al tubo N º 1 añádale 5 mL de agua. 3. Al N º 2 agréguele 5 mL de etanol 4. Al N " 3 agréguele 5 mL de aceite de cocina. 5. Al N ° 4 agréguele 5 mL de agua, 5 mL de aceite de cocina y 5 mL de etanol. 6. Al N º 5 agréguele 5 mL de agua, 5 mL de etanol y 5 mL de aceite de cocina. 7. Añádale a cada tubo dos gotas de colorante azul. Observe el proceso de difusión en cada tubo y anote sus observaciones.
III. PARTE EFECTO DE LA PRESION SOBRE EL PUNTO DE EBULLICION 1. Mida 50 mL de agua con un cilindro graduado. Colóquelos dentro del vaso químico de 100 mL. Caliente el agua hasta alcanzar 80 'C. 2. Tome una jeringuilla plástica. Succione cerca de 20 mL de agua caliente. 3. invierta la jeringuilla y elimine cualquier burbuja de aire, colóquele la aguja y entiérrela en un tapón de caucho. 4. Invierte nuevamente la jeringuilla y hale el émbolo hacia arriba con fuerza. ¿Qué observa? Anote sus observaciones.
IV. PARTE. TENSION SUPERFICIAL 1. Llene con agua una capsula de porcelana hasta 3/4 de su capacidad. 2. Tome una aguja de coser limpia. Colóquela con cuidado sobre la superficie del agua. Observe si flota o se hunde. 3. Repite el procedimiento descrito con etanol en lugar de agua. Vierta el etanol en el fresco de recuperación 4. Anote sus observaciones y comentarios.
V. PARTE. CAPACIDAD HUMECTANTE (FUERZAS DE ADHESIÓN Y COHESIÓN) 1. Coloque con le ayuda de un gotero una gota de mercurio metálico sobre un vidrio reloj. Observe que ocurre con el mercurio cuando se pone en contacto con la superficie del vidrio reloj. Anote sus observaciones Nota: El Hg es tóxico evite el contacto con la piel. Devuelve el mercurio al recipiente después de usarlo si usted es alérgico el mercurio no realice esta prueba y comuníqueselo a su Profesor. 2. Repita el procedimiento descrito con agua en lugar de mercurio. ¿Qué ocurre? 3. Anote sus observaciones y comentarios
VI. PARTE. VISCOSIDAD 1. Con Ia ayuda de un cronómetro mida el tiempo de salida a través de su respectiva Pipeta los siguientes líquidos. Agua, glicerina, alcohol etílico y aceite de motor. No deseche los líquidos, devuélvalos al recipiente de donde los tomó. 2. Ordene los líquidos en forma creciente a su viscosidad.
VII. PARTE. COMPRESIBILIDAD 1. Tome una jeringa de 25 mL y Ilénela de agua. Presione el émbolo tratando de comprimir el volumen acuoso. ¿Qué observa? Anote sus observaciones. 2. Repita el procedimiento descrito pero con gas butano en lugar de agua. ¿Qué observa? Anote sus observaciones. 3. Compare sus resultados. .
CUESTIONARIO 1. Explique los siguientes tipos de fuerzas de atracción intermoleculares: fuerzas dipolodipolo, fuerzas de dispersión y enlace de hidrógeno. '
dipolo-dipolo consiste en la atracción electrostática entre el extremo positivo de una molécula polar y el negativo de otra. fuerzas de dispersión surgen entre moléculas no polares, en las que pueden aparecer dipolos instantáneos. Son más intensas cuanto mayor es la molécula, ya que los dipolos se pueden producir con más facilidad. enlace de hidrógeno es la fuerza eminentemente electrostática atractiva entre un átomo electronegativo y un átomo de hidrógeno unido covalentemente a otro átomo electronegativo. Resulta de la formación de una fuerza carga-dipolo con un átomo de hidrógeno unido a un átomo de nitrógeno, oxígeno o flúor (de ahí el
nombre de "enlace de hidrógeno", que no debe confundirse con un enlace covalente a átomos de hidrógeno. 2. Explique en término de fuerzas de atracción la diferencia en las velocidades de evaporación de las sustancias comparadas en la I parte. '
3. ¿En cuál de los líquidos se difunde el colorante más rápido? Explique.
En el agua, porque el agua fluye con mayor facilidad.
4. Explique cuál es la relación que existe entre la temperatura, la presión y la ebullición.
la temperatura es una representación del grado de agitación (o energía) de las partículas de una sustancia, en los fluidos ideales, un aumento de temperatura, equivale a un aumento de presión; esa es la relación más simple. La ebullición es el cambio de estado de una sustancia líquida a gas. Un estado se define mediante dos propiedades como mínimo. para que se dé un cambio de estado, se deben superar los valores numéricos de las dos propiedades que definen el estado de una sustancia.
5. ¿Por qué las burbujas aparecieron cerca del punto de ebullición del agua? ¿Qué relación tiene éste hecho con la presión?
para que el agua ebulla, se debe tener que las propiedades Temperatura y Presión superen los valores de 100ºC y 1 atm. Respectivamente, cuando sobrepasa por lo menos uno de esos valores (generalmente es la temperatura porque la presión no varía, es la misma), se necesita una energía extra para transformar la sustancia de líquido a vapor (lo que se conoce como calor latente), por lo tanto tendrás que añadirle un poquito más de calor al agua, pero El agua no aumentará su temperatura ni variará su presión sino que ebullirá.
6. ¿Cómo explica usted Ia diferencia de compresibilidad entre un gas y un líquido en términos cinética molecular?
Los gases, igual que los líquidos, no tienen forma fija pero, a diferencia de éstos, su volumen tampoco es fijo. También son fluidos, como los líquidos. En los gases, las fuerzas que mantienen unidas las partículas son muy pequeñas. En un gas el número de partículas por unidad de volumen es también muy pequeño. Las partículas se mueven de forma desordenada, con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que los contiene.
7. ¿Cuáles son los factores que entran en juego para el estudio de la tensión superficial? Cree usted que Ia aguja flota porque es menos densa que el agua.
Los factores que afectan la tensión superficial se encuentran las sustancias tenso activas las cuales disminuyen la tensión superficial del agua; las sales las cuales aumenta tensión superficial y la temperatura la cual tiene una relación inversa con la tensión superficial. Temperatura Concentración de soluto capilaridad
8. Explique cuándo se forma un menisco cóncava y cuándo una convexo.
Menisco Cóncavo el que un menisco se cóncavo tiene su origen cuando las fuerzas de adhesión entre las moléculas de un líquido y las paredes del recipiente que lo contiene son mayores que las fuerzas de cohesión del líquido. El menisco convexo surge cuando las fuerzas de cohesión son mayores que las de adhesión. De hecho la forma del menisco está relacionada con la altura de un líquido en un capilar a través de la ley de Jurin. Ejemplos: Mercurio, aceite, tetracloruro de carbono, ácido oleico, ácido linoleico.
9. ¿Cómo incide el material del cual está formada la pipeta como variable sobre la viscosidad de los líquidos?
10. Identifique las posibles fuentes de errores experimentales
