I Liquidi: generalità, proprietà, diagramma di fase

I liquidi

Fattori determinanti lo stato di aggregazione

• Interazioni attrattive tra le particelle componenti la sostanza
• Massa atomica o molecolare delle particelle
• Forma delle particelle

Le molecole a pelo d’acqua dalla fase liquida ad areiforme. Esse sono trattenute dalle molecole sorelle sotto ma fuori non ci sono. Riescono ad acquisire una forza tale per cui riescono dalla fase liquida a passare a quella aeriforme; questo fenomeno è chiamato tensione di vapore (tensione tendenza ad evaporare) + energia cinetica di quella interna.

Tra le mie n particelle ce ne sono alcune che riescono ad effettuare un salto. Tensione di vapore: è la pressione esercitata dal vapore in equilibrio con la propria fase liquida; proporzionale alla T T° => energia cinetica (etanolo o alcool etilico tensione di vapore molto alta, evapora subito) => T° ebollizione T alla quale la tensione di vapore eguaglia la pressione esterna.

Forze di coesione e di adesione

Forze di coesione

Attrazione fra molecole della stessa sostanza, quindi tra molecole uguali (liquido-liquido). Sono responsabili della tensione superficiale (i liquidi formano una membrana molto sottile ed elastica che permette di sostenere piccoli oggetti senza rompersi, permette agli insetti di camminare sull’acqua senza neanche bagnarsi e fa assumere alle gocce d’acqua forma sferica perché la sfera è la forma che ha la più piccola area superficiale a parità di volume).

Forze di adesione

Attrazione tra molecole di sostanze diverse, quindi tra molecole diverse (liquido-solido). Sono responsabili della capillarità (i liquidi hanno la capacità di entrare dentro dei tubi molto sottili).

Tensione superficiale

• È il lavoro da fornire al sistema per aumentare l'area superficiale di 1 m² (resistenza della superficie libera dei liquidi)
• Dipende dalle forze attrattive (di coesione) tra le particelle
• Minore è la superficie e minore è l'energia potenziale del sistema

La superficie dei liquidi è piana perché queste forze tendono a tenere unite le molecole e ad attrarle verso l’interno. La tensione superficiale denota l’attrazione risultante delle forze intermolecolari verso l’interno, perciò maggiori sono queste forze e maggiore è la tensione superficiale. L’acqua ha una tensione superficiale tre volte maggiore di quella della maggior parte dei liquidi grazie ai suoi forti legami H. Quella del Hg è oltre sei volte quella dell’acqua a causa di forti legami metallo-metallo che hanno anche un parziale carattere covalente.

Le molecole situate sulla superficie del liquido sono soggette a un’attrazione netta verso il basso. Perciò un liquido tende a minimizzare il numero di molecole sulla superficie, il che genera la tensione superficiale. In altre parole la tensione superficiale è la forza di coesione che si esercita fra le molecole superficiali di un liquido.

Le molecole situate all’interno del liquido sono soggette ad attrazioni intermolecolari in tutte le direzioni. La tensione superficiale è l’energia necessaria per aumentare di una quantità unitaria l’area della superficie. La tensione superficiale è maggiore tanto maggiori sono le forze tra le particelle.

Prove di galleggiamento di oggetti leggeri sulla superficie dell'acqua che sembra comportarsi come una pellicola (graffette, spilli, origano, ecc.) sono dovute all’effetto pellicola chiamato “tensione superficiale” ed è dovuto alle forze di coesione. Cosa succede se uso il detersivo: il detersivo fa affondare o allontanare gli oggetti come se bucasse la pellicola presente sulla superficie.

Forme dell’acqua

L'acqua in piccole quantità forma delle gocce e la forma delle gocce è diversa su un foglio di plastica (più alta e sferica) e sul banco (più bassa e piatta) grazie alle forze di adesione che le fanno aderire alla pianta senza scivolare.