La fusioneè il passaggio dallo

stato solido allo stato liquido e avviene mediante assorbimento di calore

la solidificazioneè il passaggio dallo

stato liquido allo stato solidoe avviene mediante cessione di calore

Un solido riscaldato aumenta la energia cineticadelle sue particelle(aumento di temperatura)

che rimangono tuttavia ancora aggregate stabilmente:ad una temperatura caratteristica per ogni sostanza pura

l’energia fornita (calore di fusione)non produce più aumento di temperatura

ma favorisce la disaggregazione delle particelle del solido(lavoro di disaggregazione:fusione)

che possono muoversi liberamente pur rimanendo ancorastrettamente ravvicinate e reciprocamente attratte

Calore fornito

temperatura

Temperatura fusione

Riscaldamento del solido e temperatura in aumento

solido

fusione a temperatura costante

Solido+liquido

Riscaldamento del liquido e temperatura in aumento

liquido

Calore fornito

Temperatura fusionesolido

Solido+liquido

liquido

La temperatura rimane costante durante la fusione

Ogni sostanza pura presenta una specifica temperaturadi fusione

La temperatura di fusione varia con la pressione

Calore fornito

temperatura

Temperatura fusione solido A

Temperatura fusione solido B

solidi diversi presentano puntidi fusione diversi

Calore fornito

temperatura

T.fusione:pressione 10 at

T. fusione 1 atmosfera

Lo stesso solido presenta puntidi fusione diversi in funzione

della pressione esercitata

Calore ceduto

temperatura

Temperatura solidificazione

Raffreddamento del solido e temperatura in diminuzione

solidificazione a temperatura costante

Raffreddamento del liquido e temperatura in diminuzione

solidificazione

Un liquido cedendo calore diminuisce la sua energiacinetica e quindi la sua temperatura

Ad una temperatura caratteristica per ogni sostanza purail liquido pur continuando a cedere energia non mostra

abbassamento di temperatura:in questa faseavviene la solidificazione

terminata la solidificazione il solido perdendo energiaabbassa anche la sua temperatura

Leggi della solidificazione:per sostanza puraogni sostanza pura presenta una

specifica temperatura di solidificazionedurante la solidificazione

la temperatura rimane costantela temperatura di solidificazione equivale a quella di fusione

Interpretazione:mediante la cessione di energia da parte del liquidocominciano a prevalere le attrazioni intermolecolari

che gradualmente trasformano in solido il liquidoessendo diverse le intensità delle attrazioni infunzione della natura diversa delle sostanze

anche la temperatura alla quale si verifica laprevalenza della attrazione sulla energia cinetica

risulta specifica per ogni sostanzadurante la solidificazione,pur cedendo calore la

temperatura non diminuisce perché viene nello stessotempo liberato il calore di solidificazione

solido

liquido solido

liquido

Liquido+solido

Calore di fusione

Liquido+solido

Calore di solidificazione

solido

liquido

Liquido+solido

Calore di fusione

Sostanze diverse presentanolo stesso tipo di variazionicambiano i valori che sonospecifici per ogni sostanza

solido

liquido vapore

Liquido+solido

fusione

Liquido+vapore

ebollizione

processo di fusione e solidificazione e

processo di ebollizione e condensazionemostrano un andamento simile

i calori di fusione e solidificazione per la unità di massasono equivalenti:variano con la natura delle sostanze

i calori di ebollizione e condensazione per la unità di massasono equivalenti:variano con la natura delle sostanze

i calori implicati nella fusione,solidificazione,ebollizione,condensazione sono proporzionali anche

alla massa della sostanza da trasformare

Per una determinata massa gassosaindipendentemente dalla sua natura

rimane costante il valore del rapportotra il prodotto della pressione per il volume

e la temperatura assolutaP V / T = K

i tre parametri variano in modo che i nuovi valori mantengono costante il

valore del rapporto inizialeP1.V1/T1 = P2.V2/T2 = P3.V3/T3 = K

P V T K10 10 100 120 20 400 15 30 150 120 5 100 130 5 150 1

Pressione*volume/temperatura=costante

La legge generale può essere scritta anche comePV=KT

e indicando la massa gassosa con il numero di moli nPV=nKT

e indicando con il nuovo simbolo R la costante KPV=nRT

e ponendo n = grammi/peso molecolarePV=gRT/M

e introducendo la densità d=g/VP=gRT/MV = dRT/M

e ponendo M costante per un certo tipo di gas K=R/MP=KdT

la pressione del gas è proporzionale alla suadensità e alla temperatura assoluta

Dalla PV=KT si possono ricavare le precedenti leggi:ISOTERMA :se T=costante segue KT = k

PV=k ISOCORA :se V=costante segue che K/V = k

P =KT/V ……P = kTISOBARA :se P=costante segue che K/P =k

V=KT/P……V=kTnota:nel caso dei gas reali si deve usare

una formula modificata da Van Der Waalsche considera anche il volume proprio del gase le deboli interazioni tra le particelle gassose

Dalla formula PV=nRT considerata nelle condizioni standardsi può calcolare il valore della costante generale dei gas R

R = PV/nT

R = 1 atmosfera*22,4 litri= 0.082 at.litro 1 mole*273°K moli.kelvin

nota:il volume molare in c.n =22,4 litridalla formula PV=gRT/M

si può calcolare il peso molecolareM=gRT/PV

Legge di Dalton o delle pressioni parzialiIn una miscela gassosa ideale con assenza direazioni chimiche tra i costituenti la miscela

la pressione esercitata da un singolo componente è ugualealla pressione che quel gas eserciterebbe se alla

stessa temperatura occupasse tutto il volume disponibilePressione parziale del singolo gas costituente

P1=n1.R.T/VP2=n2.R.T/VP3=n3.R.T/V

la pressione totale si calcola conP=P1+P2+P3... Oppure P=(n1+n2+n3..)RT/V

P1 PtP2 P3

Volume costante con tre diversi gas da soli o in miscela

Legge di Gay-Lussac o delle combinazioniad una data pressione e temperatura i volumi di due gas

che si combinano stanno tra loro in un rapportoesprimibile con numeri interi e semplici(1,2,3..)

e se il prodotto ottenuto nella reazione è pure gassosoanche il suo volume sta in rapporto semplice e intero

con i volumi dei gas reagentiVg1 : Vg2 = 1 : 1Vg1 : Vg2 = 2 : 1Vg1 : Vg2 = 2 : 3

1 litro H 2 litri HCl1 litro Cl

+

1 litro H : 1 litro di Cl = 1 : 1

1 litro H :2 litri di HCl = 1 : 2

1 litro Cl : 2 litri di HCl = 1 : 2

2 litri H2O1 litro O

+

2 litri H : 1 litro di O = 2 : 1

2 litro H :2 litri di H2O = 2 : 2

1 litro O : 2 litri di H2O = 1 : 2

2 litri H

2 litri NH3

3 litri H :1 litro di N = 3 : 1

3 litri H :2 litri di NH3 = 3 : 2

1 litri N : 2 litri di NH3 = 1 : 2

3 litri H 1 litro N

+

Per spiegare il fatto che nella combinazione tra i gastutti gli atomi venivano utilizzati(nessuno atomo restavalibero) nel rapporto indicato dalla analisi del prodotto:

in HCl il rapporto richiede 1 atomo di H e 1 atomo di Clin H2O il rapporto richiede 2 atomi di H e 1 atomo di Oin NH3 il rapporto richiede 3 atomi di H e 1 atomo di N

Avogadro ritenne che in volumi uguali di gas diversi

nelle stesse condizioni di pressione e temperaturadovevano essere presenti un uguale numero di

particelle gassose dei reagentie che tali particelle dovevano essere allo stato

biatomico(molecole biatomiche e non monoatomiche)

H2..Cl2..O2..N2… e non H..Cl..O..N

Se le particelle fossero monoatomiche non si potrebberoverificare i rapporti interi e semplici sperimentati:

esempio:1 litro contiene sempre 100 particelle,quindi100 particelle occupano sempre 1 litro:

100 H + 100 Cl ----> 100 HCl (1 litro e non 2 litri..)200 H + 100 O ----> 100 H2O(1 litro e non 2 litri..)300 H + 100 N ---->100 NH3(1 litro e non 2 litri)

se fossero invece biatomiche si avrebbe:100 H2 + 100 Cl2 -->200 H + 200 Cl--> 200 HCl(2 litri)200 H2 + 100 O2 --> 400 H + 200 O -->200 H2O (2 litri)

300 H2 +100 N2-->600 H + 200 N -->200 NH3(2 litri)come sperimentalmente si trova

1 litro H 1 litro HCl1 litro Cl

+

+

1 litro H2 2 litri HCl1 litro C2l

In un litro sonopresenti nparticelle:n particelle

occupano sempreun litro

n n n

N->2n

N->2n

2n

2 litri H2O1 litro O

+

2 litri H

2 litri H2O1 litro O2

+

2 litri H2

1 litro NH33 litri H 1 litro N

+

2 litri NH33 litri H2 1 litro N2

+

La vaporizzazione è il passaggio dallo

stato liquido allo stato di vapore e avviene mediante assorbimento di calore

può verificarsi in due modi diversi: evaporazione

ebollizione

Liquido + calore

evaporazione

ebollizione

La evaporazione avviene secondo particolari modalità:solo alla superficie del liquido evaporante

ad ogni temperatura superiore al punto di congelamentoin modo impercettibile

La ebollizione avviene con altre particolarità:avviene in tutta la massa del liquido

ad una temperatura caratteristica per ogni liquido puroin modo tumultuoso,evidente

fine evaporazione

Ponendo lo stesso tipo di liquido in due recipienti condiversa superficie,alla stessa temperatura,si osserva che

la quantità di vapore prodotto varia in funzione dellasuperficie evaporante disponibile,a parità di tempo

Inizio evaporazione

Ponendo lo stesso tipo di liquido in due recipienti conuguale superficie,con diversa temperatura,si osserva che

la quantità di vapore prodotto varia in funzione dellasuperficie evaporante disponibile a parità di tempo

T1=T2 inizio riscaldamento T1<T2 riscaldamento

Ponendo due liquidi diversi in due recipienti conuguale superficie,con uguale temperatura,si osserva che

la quantità di vapore prodotto varia in funzione dellanatura del liquido a parità di tempo

Liquido A e liquido B Liquido A e liquido B

Ponendo due liquidi uguali in due recipienti conuguale superficie,con uguale temperatura,si osserva che

la quantità di vapore prodotto varia in funzione dellaventilazione(aperto o chiuso) a parità di tempo

Con coperchio e senza Con coperchio e senza

Leggi della evaporazione:

elementi considerati come variabili importanti per il fenomeno:superficie evaporante,temperatura,natura,ventilazione

Velocità di evaporazione:quantità di vapore prodotto nella unità di tempo

1-la velocità a parità di condizione varia con la superficie2-la velocità a parità di condizioni varia con la temperatura

3-la velocità a parità di condizioni varia con la natura 4-la velocità a parità di condizioni varia con la ventilazione

V = f(S,T,N,V)

Velocità evaporazione

Liquido A

Liquido A

Superficie,temperatura,ventilazione

Velocità proporzionale allasuperficie,temperatura,ventilazione

e alla natura del liquido

Ipotesi sul meccanismo che produce la evaporazionee interpretazione delle leggi sperimentali osservate

le molecole del liquido sono in continuo movimento casualeessendo dotate di energia cinetica proporzionale alla temperatura

le molecole risentono di attrazioni reciproche (dipolo-dipolo..legame idrogeno..forze deboli)in funzione della loro diversa natura chimica

le molecole presentano energie cinetiche varie se presesingolarmente:il valore medio della energia è

proporzionale alla temperatura misuratale molecole che si trovano alla superficie libera del liquidopossono passare nello spazio sovrastante se la loro energiacinetica supera la forza di attrazione da parte delle altre

molecole del liquido

Forza attrattiva

Molecole con bassa energia Molecole con alta energia

Molecole con Energia maggiore della forza attrattivaabbandonano il liquido se si trovano alla superficie

evidentemente il numero di molecole che possono liberarsi dal liquido dipende dalla superficie disponibile

Più elevata è la temperatura,più numerose sono lemolecole con energia adeguata per vincere la attrazione

A parità di temperatura ed energia cinetica,se cambia lanatura dei liquidi,cambiano le attrazioni da vincere per evaporare

Se il recipiente è coperto la evaporazione entra in equilibrio conla condensazione:apparentemente non avviene più

La evaporazione avviene quindi con velocità variabilein funzione di superficie evaporante,temperatura,natura,

ventilazione:come conseguenza dell’allontanamento dal liquidodelle molecole più ricche di energia,la energia media

delle molecole nel liquido si riduce:tale fenomenoviene rivelato da un abbassamento di temperatura