Sommario delle lezione17

Diagrammi di stato

Non esiste una equazione di stato, come nel caso dei gas.

Liquidi e solidi

• Nei liquidi e nei solidi le molecole sono molto più vicine tra loro;

• le forze intermolecolari, che sono praticamente trascurabili nei gas, giocano un ruolo molto più importante sia nei liquidi che nei solidi.

Ci occuperemo di equilibri di fase

Il processo di evaporazione

Se il processo avviene in un contenitore chiuso, quando la velocità di condensazione diventa uguale alla velocità di evaporazione, il liquido e il vapore si trovano in uno stato di equilibrio dinamico

liquido vapore

Equilibrio liquido - vapore

Il vapore, come qualunque gas, obbedisce alle leggi dei gas.

Una volta che l’equilibrio (dinamico) è raggiunto, il numero di molecole per volume unitario di vapore non varia nel tempo.

Equilibrio liquido - vapore

La pressione esercitata dal vapore sul liquido resta costante ed è detta tensione di vapore.

1. Finché sono presenti liquido e vapore, la pressione esercitata dal vapore è indipendente dal volume del contenitore.

2. La tensione di vapore di un liquido aumenta sempre all’aumentare della temperatura.

Temperatura di ebollizione

Un liquido bolle ad una temperatura alla quale la sua tensione di vapore è uguale alla pressione che agisce sulla sua superficie.

Equilibrio liquido - vapore

La temperatura rimane costante per tutta la durata del processo di ebollizione.

Pressione e temperatura critiche

Esiste una temperatura, detta temperatura critica, al disopra della quale lo stato liquido di una sostanza pura nonpuò esistere. La pressione che deve essere applicata aquesta temperatura per provocare la condensazione èdetta pressione critica.

Diagramma delle fasi dell’acqua

Punto A : punto triplo

Le tre fasi, liquida, solida e gassosa, sono in equilibrio tra loro.

Il processo di sublimazione

Un processo attraverso il quale un solido passa direttamente in fase vapore senza passare attraverso la fase liquida è detto sublimazione:

solido vapore

Un solido può sublimare solo atemperature più basse del punto triplo;sopra quella temperatura diventerà liquido.

Equilibrio solido - vapore

Il ghiaccio secco

Il biossido di carbonio solido ha la pressione del punto triplosuperiore ad 1 atm (5.2 atm a -57°C). Il biossido di carbonioliquido non può esistere ad una pressione di 1 atm,indipendentemente dalla temperatura. Se lo si riscalda in uncontenitore aperto passa sempre direttamente allo stato divapore.

Effetto della pressione sul punto di fusione di un solido

Un aumento di pressione favorisce la formazione della fase più densa.

Il solido è la fase più densa

Il liquido è la fase più densa

. Il metano CH4, presenta una pressione critica

di 46,0 bar e una temperatura critica di -82,5°

°C mentre il propano, C3H8 ha una pressione

critica di 42,5 bar e una temperatura critica di

96,7°C. Questo composto può essere liquefatto

a temperatura ambiente?

Un campione di 1,20 g di acqua è iniettato in

un recipiente di 5,00 L in cui è stato fatto il

vuoto. Quale percentuale di acqua evaporerà

quando il sistema raggiunge l’equilibrio alla

temperatura di 65°C? (La tensione di vapore

dell’acqua a 65°C è 187,5 mmHg).

Si supponga si sigillare 0.93 g di acqua in un pallone da 1.0 L

in cui sia stato fatto il vuoto.

Se il pallone è mantenuto alla temperatura di 100°C

determinare:

i) la pressione nel pallone;

ii) la massa d’acqua in fase vapore.

La tensione di vapore dell’acqua a 100 °C è 760 mm/Hg