STAN CIEKŁY: CHARAKTERYSTYKA, PRZYKŁADY - CHEMIA - 2024

Stan ciekły jest jednym z głównych stanów fizycznych, które przyjmuje materia i który jest obficie obserwowany w hydrosferze Ziemi, ale nie w odniesieniu do Kosmosu i jego żarzących się lub lodowatych temperatur. Charakteryzuje się płynnością i jest bardziej zwarty niż gazy. Na przykład morza, rzeki, jeziora i oceany płyną i są w stanie ciekłym.

Ciecz jest „pomostem” między stanem stałym i gazowym dla danej substancji lub związku; Mostek, który może być mały lub bardzo szeroki, co pokazuje, jak stabilna jest ciecz w stosunku do gazu lub ciała stałego oraz stopień jej sił kohezji między składowymi atomami lub cząsteczkami.

Wodospady i rzeki są wyraźnym przykładem zdolności przepływu wody. Źródło: florianpics04 z Pixabay.

Przez ciecz rozumie się wtedy cały ten materiał, naturalny lub sztuczny, który może swobodnie płynąć na korzyść lub przeciw grawitacji. W wodospadach i rzekach można dostrzec przepływ prądów słodkowodnych, a także w morzu przemieszczanie się ich spienionych grzbietów i ich łamanie na wybrzeżach.

Woda jest par excellence ziemską cieczą i pod względem chemicznym jest najbardziej wyjątkowa ze wszystkich. Jednak po ustaleniu wymaganych warunków fizycznych każdy pierwiastek lub zdefiniowany związek może przejść do stanu ciekłego; na przykład sole i ciekłe gazy lub ogniotrwała forma wypełniona stopionym złotem.

Charakterystyka stanu ciekłego

Nie mają określonego kształtu

W przeciwieństwie do ciał stałych, ciecze wymagają powierzchni lub pojemnika, aby uzyskać zmienne kształty.

W związku z tym, ze względu na nierówności terenu, rzeki „meandrują” lub w przypadku rozlania cieczy na dnie, rozlewają się w miarę zwilżania powierzchni. Podobnie, napełniając pojemniki lub pojemniki o dowolnej geometrii lub konstrukcji w celu uzyskania sytości, ciecze przyjmują swoje formy, zajmując całą ich objętość.

Mają dynamiczną powierzchnię

Ciała stałe również przyjmują powierzchnie, ale są praktycznie (ponieważ mogą erodować lub korodować) niezależne od środowiska lub pojemnika, w którym się znajdują. Zamiast tego powierzchnia cieczy zawsze dopasowuje się do szerokości pojemnika, a jego powierzchnia może oscylować, jeśli jest potrząsana lub dotykana.

Powierzchnie cieczy są dynamiczne, poruszają się nieustannie, nawet jeśli nie widać ich gołym okiem. Jeśli kamień zostanie wrzucony do pozornie spokojnego stawu, zaobserwuje się pojawienie się koncentrycznych fal, które przemieszczają się od miejsca, w którym kamień spadł, w kierunku brzegów stawu.

Są niezrozumiałe

Chociaż są wyjątki, większość płynów jest niezrozumiała. Oznacza to, że do znacznego zmniejszenia ich objętości potrzebne jest ogromne ciśnienie.

Są dynamiczne molekularnie

Atomy lub cząsteczki mają swobodę ruchu w cieczach, więc ich intermolekularne interakcje nie są wystarczająco silne, aby utrzymać je w przestrzeni. Ten dynamiczny charakter pozwala im wchodzić w interakcje, rozpuszczając lub nie gazy, które zderzają się z ich powierzchniami.

Przedstawiają napięcie powierzchniowe

Cząsteczki cieczy oddziałują ze sobą w większym stopniu niż z cząsteczkami gazu unoszącymi się na jej powierzchni. W konsekwencji cząsteczki, które definiują powierzchnię cieczy, doświadczają siły, która przyciąga je do dna, co przeciwdziała zwiększaniu ich powierzchni.

Dlatego płyny rozlane na powierzchnię, której nie mogą zmoczyć, układają się w krople, których kształt ma na celu zminimalizowanie ich powierzchni, a tym samym napięcia powierzchniowego.

Są makroskopowo jednorodne, ale mogą być niejednorodne molekularnie

Ciecze wydają się jednorodne gołym okiem, chyba że są to emulsje, zawiesiny lub mieszanina niemieszających się cieczy. Na przykład, jeśli gal się rozpuści, będziemy mieli srebrny płyn, gdziekolwiek na niego spojrzymy. Jednak pozory molekularne mogą być mylące.

Cząsteczki cieczy poruszają się swobodnie, niezdolne do ustalenia wzoru strukturalnego o dużym zasięgu. Taki arbitralny i dynamiczny układ można uznać za jednorodny, ale w zależności od cząsteczki ciecz może zawierać obszary o wysokiej lub niskiej gęstości, które byłyby rozmieszczone niejednorodnie; nawet gdy te regiony się przemieszczają.

Zamrozić lub odparować

Ciecze mogą zwykle ulegać dwóm przemianom fazowym: stałym (zamarzanie) lub gazowym (parowanie). Temperatury, w których zachodzą te fizyczne zmiany, nazywane są odpowiednio temperaturami topnienia lub wrzenia.

Gdy cząsteczki zamarzają, tracą energię i zostają unieruchomione w przestrzeni, teraz zorientowane przez ich intermolekularne interakcje. Jeśli taka powstała struktura jest okresowa i uporządkowana, mówi się, że zamiast zamarzać, skrystalizowała (jak to ma miejsce w przypadku lodu).

Zamrażanie jest przyspieszane w zależności od szybkości, z jaką tworzą się jądra krystalizacji; to znaczy małe kryształy, które urosną, by stać się solidnymi.

W międzyczasie w procesie parowania zostaje zerwany cały porządek: cząsteczki pobierają energię poprzez ciepło i uciekają do fazy gazowej, gdzie przemieszczają się z większą swobodą. Ta zmiana fazy jest przyspieszona, jeśli sprzyja się wzrostowi pęcherzyków wewnątrz cieczy, które pokonują ciśnienie zewnętrzne i wywierane przez samą ciecz.

Przykłady cieczy

woda

Na Ziemi znajdujemy w ogromnych ilościach najdziwniejszą i najbardziej zaskakującą ciecz: wodę. Do tego stopnia, że ​​tworzy to, co jest znane jako hydrosfera. Oceany, morza, jeziora, rzeki i wodospady stanowią przykłady najlepszych płynów.

Lawa

Innym dobrze znanym płynem jest lawa, paląca się do czerwoności, która ma charakter spływu i spływu w dół przez wulkany.

Ropa naftowa

Podobnie możemy wspomnieć o oleju, złożonej czarnej, oleistej mieszaninie, składającej się głównie z węglowodorów; i nektar z kwiatów, jak miody z uli.

W kuchni

Obrazy olejne

Podczas gotowania obecne są płyny. Wśród nich mamy między innymi: ocet, wina, sos Worcestershire, olej, białko jaja, mleko, piwo, kawę. A jeśli gotujesz w ciemności, stopiony wosk ze świecy również liczy się jako przykład płynu.

W laboratoriach

Przykładami płynów są wszystkie rozpuszczalniki stosowane w laboratoriach: alkohole, amoniak, parafiny, toluen, benzyna, czterochlorek tytanu, chloroform, dwusiarczek węgla.

Gazy takie jak wodór, hel, azot, argon, tlen, chlor, neon itp., Mogą być kondensowane w odpowiednich cieczach, które charakteryzują się zastosowaniem do celów kriogenicznych.

Podobnie, istnieje rtęć i brom, jedyne ciekłe pierwiastki w normalnych warunkach, oraz metale o niskich temperaturach topnienia, takie jak gal, cez i rubid.

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia (8th ed.). CENGAGE Learning.
2. Serway i Jewett. (2009). Fizyka: dla nauki i inżynierii z fizyką współczesną. Tom 2. (wydanie siódme). Cengage Learning.
3. Wikipedia. (2019). Ciekły. Odzyskane z: en.wikipedia.org
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (20 lipca 2019). Definicja cieczy w chemii. Odzyskany z: thinkco.com
5. Belford Robert. (05 czerwca 2019). Właściwości cieczy. Chemistry LibreTexts. Odzyskane z: chem.libretexts.org