Chimica generale/Stati di aggregazione

Indice del libro

GeneralitàChimica_generale/Generalità Teoria atomicaChimica generale/Teoria atomica Il legame chimicoChimica generale/Il legame chimico IoniChimica generale/Ioni Sistema periodico degli elementiChimica generale/Sistema periodico degli elementi Tavola periodicaChimica generale/Tavola periodica Gruppi e periodi Proprietà periodicheChimica generale/Proprietà periodiche Raggio atomicoChimica generale/Raggio atomico Metalli di transizioneChimica generale/Metalli di transizione SoluzioniChimica generale/Soluzioni SolubilitàChimica generale/Solubilità ConcentrazioneChimica generale/Concentrazione

DistillazioneChimica generale/Distillazione Proprietà colligativeChimica generale/Proprietà colligative ElettrolitiChimica generale/Elettroliti Grado di dissociazioneChimica generale/Grado di dissociazione Conducibilità elettrolitica Acidi e basiChimica generale/Acidi e basi TermodinamicaChimica generale/Termodinamica Variabili termodinamicheChimica generale/Variabili termodinamiche Stati di aggregazioneChimica generale/Stati di aggregazione Legge dei gas idealiChimica generale/Legge dei gas ideali Cinetica chimicaChimica generale/Cinetica chimica Equilibrio chimicoChimica generale/Equilibrio chimico Costanti di equilibrioChimica generale/Costanti di equilibrio

Principio di Le ChâtelierChimica generale/Principio di Le Châtelier Isocora di Van't Hoff ElettrochimicaChimica generale/Elettrochimica Reazione redoxChimica generale/Reazione redox PilaChimica generale/Pila Equazione di NernstChimica generale/Equazione di Nernst Pila a concentrazioneChimica generale/Pila a concentrazione AccumulatoreChimica generale/Accumulatore Appendici CostantiChimica generale/Costanti Potenziali standard di riduzioneChimica generale/Potenziali standard di riduzione Elementi chimici e loro proprietà NomenclaturaChimica generale/Nomenclatura

La suddivisione delle sostanze si fa in base allo stato di aggregazione della materia, esistono tre stati di aggregazione (ne esiste un quarto poco considerato):

1. solido, forma e volume proprio, gli atomi oscillano intorno alle posizioni medie
2. liquido, volume proprio, un liquido assume la forma del recipiente, gli atomi scorrono uno sull'altro
3. gassoso, ne forma, ne volume proprio, atomi e molecole sono liberi
4. plasma, o stato plasmatico, è costituito da ioni gassosi

Stati di aggregazione e cambiamenti di stato associati.

Stato solido

Lo stato solido della materia è caratterizzato da forma e volume propri. Nella materia allo stato solido le particelle hanno libertà di movimento in continua diminuzione al diminuire della temperatura, fino a raggiungere praticamente la totale immobilità a livello dello zero assoluto. Il passaggio dalla fase solida a quella liquida si definisce fusione, il passaggio diretto dalla fase solida a quella gassosa si chiama invece sublimazione.

Stato liquido

Le molecole di un liquido hanno sufficiente energia per muoversi all'interno del recipiente, ma l'energia di attrazione con cui si attraggono l'un l'altra impedisce loro di scappare. Per questo motivo un liquido ha un volume proprio e assume la forma del recipiente che lo contiene.

Plasma

Il plasma è uno stato in cui un gas ha un'energia termica così elevata che perde alcuni elettroni, e si trova pertanto in uno stato ionizzato. Questo stato può essere ricreato tramite alte temperature (è il caso del tokamak) oppure anche tramite archi elettrici (ad esempio la sfera al plasma), i quali ionizzano il gas.

Proprietà dei liquidi

Tensione superficiale

Ogni molecola all'interno di un liquido è sottoposta alle forze esercitate dalle altre molecole in tutte le direzioni, la cui risultate è nulla. Per una molecola in superficie, invece, la risultante è diretta verso il recipiente. Dunque possiamo dire che i liquidi tendono a diminuire la loro superificie, perciò è necessario del lavoro per aumentare la loro area. Si definisce tensione superficiale tale lavoro e la sua unità di misura nel SI è J·m^-2.

Evaporazione

Alcune molecole hanno un'energia abbastanza elevata da vincere le forze attrattive intermolecolari: esse riescono così ad evaporare. La trasformazione di un liquido nel suo vapore è definita evaporazione. Viceversa il passaggio vapore-liquido è definito condensazione (o liquefazione).

Pressione di vapore

Si dice che il composto è in equilibrio dinamico quando il numero di molecole che evaporano è uguale al numero di molecole che condensano, ovvero la velocità di evaporazione uguaglia velocità di condensazione. Si definisce pressione di vapore (o tensione di vapore) la pressione alla quale si ha l'equilibrio dinamico; essa dipende solo dalla natura e temperatura del liquido.

In un liquido le molecole si muovono disordinatamente. Solo i cristalli liquidi mantengono un certo grado di ordine.

Stato gassoso

Equazione di stato dei gas perfetti

Per approfondire, vedi Chimica generale/Legge dei gas ideali.

Consideriamo un gas ideale (o perfetto) le cui molecole soddisfino i seguenti requisiti:

1. le loro dimensioni sono quasi nulle;
2. urtano in maniera perfettamente elastica;
3. non esercitano alcuna forza attrattiva o repulsiva sulle altre;
4. la loro energia cinetica è direttamente proporzionale alla temperatura assoluta.
5. le traiettorie delle particelle sono sempre rette e le loro direzioni cambiano solo in seguito ad urti

Per un gas ideale vale l'equazione di stato dei gas perfetti:

P·V=n·R·T           dove:

P pressione, V volume, n numero di moli del gas, R costante dei gas, T temperatura assoluta.