martes, 28 de abril de 2009

Propiedades fisicoquímicas I

Energía existente y energía potencial


Los solventes deben vencer las fuerzas intermoleculares de los solutos para poder disgregarlas. Para que esto sea posible es necesario que se produzca una interacción de las moléculas del disolvente con las del soluto, que recibe el nombre genérico de solvatación. Cuando una sustancia se sumerge en un disolvente apropiado, las moléculas (o iones) situadas en la superficie del sólido son rodeadas por las del disolvente; este proceso lleva consigo la liberación de una cierta cantidad de energía que se cede en parte a la sustancia que se disuelve y permite a algunas de sus partículas componentes desprenderse de ella e incorporarse a la disolución. La repetición de este proceso produce, al cabo de un cierto tiempo, la disolución completa del solutos. En algunos casos, la energía liberada en el proceso de solvatación no es suficiente como para romper las fuerzas intermoleculares.


Para que la energía de solvatación tome un valor considerable es necesario que las interacciones entre las moléculas del soluto y entre las del disolvente sean de la misma naturaleza. Sólo así el fenómeno de la solvatación es lo suficientemente importante como para dar lugar por sí solo a la disolución del soluto.

Junto con los factores de tipo energético, como los considerados hasta ahora, que llevan a un sistema sólido/líquido o líquido/líquido a alcanzar un estado de menor energía potencial, otros factores determinan el que la disolución se produzca o no de forma espontánea. Esta afirmación está respaldada por dos tipos de fenómenos: en primer lugar la existencia de procesos de disolución que implican una absorción moderada de energía del medio, lo cual indica que el sistema evoluciona hacia estados de mayor energía interna; en segundo lugar sustancias apolares como el tetracloruro de carbono (CCl4), aunque poco, se llegan a disolver en disolventes polares como el agua.

La disolución de un material en un disolvente viene dado por un cambio en la energía libre:

ΔGdis =ΔHdis −TΔSdis

Para que el material se disuelva ΔG debe ser negativo. El término de la entalpía de disolución se relaciona con la intensidad relativa de las fuerzas intermoleculares (puentes de hidrógeno, fuerzas de Van der Waals: dispersión de London y dipolo-dipolo generalmente) entre las moléculas de soluto y de disolvente. Dado un soluto S y un disolvente D, si la intensidad de las fuerzas S-D son mayores que las que se establecen entre las moléculas de soluto S-S y de disolvente D-D, la entalpía de disolución es negativa.

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