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Propiedades de sólidos, líquidos, gases
Ing. Mario EnríquezUniversidad Cooperativa de Colombia
Ingeniería de alimentos2012
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Introducción
• Diferencias en la distancia entre moléculas– Gas: interacción nula entre moléculas. Permite
compresibilidad
– Líquido: mayor interacción, menor compresibilidad
– Sólidos: distancias entre moléculas menores a diámetro de moléculas, libertad de movimiento casi nula
• Organización de las moléculas
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Introducción
• Fases: un parte homogénea de un sistema en contacto con otras partes del sistema pero separadas de éstas por una frontera definida
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Fuerzas intermoleculares e intramoleculares
• Fuerzas intermoleculares– Ejercen fuerte influencia en el comportamiento de líquidos y sólidos
principalmente– En gases, mayor T menor fuerza.– A bajas T, las moléculas no tienen E para alejarse entre si, uniéndose
(condensación)
• Fuerzas intramoleculares– Responsables de la unión de los átomos y formación de moléculas– Responsables de propiedades como el punto de fusión y ebullición
• Inter más débiles que intra
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Fuerzas intermoleculares e intramoleculares
• Punto de ebullición refleja fuerzas intermoleculares
• Si Tb de A mayor que Tb de B, A tiene enlaces intermoleculares más fuertes. Igual para Tm
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Fuerzas intermoleculares
• Fuerzas dipolo-dipolo– Fuerzas de atracción entre moléculas polares. Tienden a
alinearse aún en los líquidos favoreciendo la atracción
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Fuerzas intermoleculares
• Fuerzas ion-dipolo– Fuerzas que permiten la atracción de un ion y una
molécula polar
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Fuerzas intermoleculares
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Fuerzas intermoleculares
• Fuerzas de dispersión: Fuerzas atractivas que surgen como resultado de dipolos temporales inducidos en átomos o moléculas (fuerzas de London)
Átomo
Interacción Ión-dipolo inducido
Interacción dipolo-dipolo inducido
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Fuerzas intermoleculares
– Son fuerzas momentáneas. Responsables de condensación de gases no polares
– Tm incrementa cuando el # de e- es mayor
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Fuerzas intermoleculares
• Puentes de hidrógeno– Tipo de interacción dipolo-dipolo entre un átomo de
hidrógeno y un enlace polar tal como N-H, O-H, F-H y átomo electronegativo de O, N o F.
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Fuerzas intermoleculares
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Propiedades de líquidos
• Tensión superficial: cantidad de energía requerida para estirar o incrementar la superficie de un líquido por unidad de área
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Propiedades de líquidos
• Acción capilar– Fuerzas de cohesión: atracción entre moléculas similares– Fuerzas de adhesión: atracción entre moléculas diferentes
Adhesión mayor que cohesión Adhesión menor que cohesión
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Propiedades de líquidos
• Viscosidad– Medida de la resistencia de un líquido a fluir.– Cuanto más fuertes los enlaces intermoleculares, más alta la
viscosidad
Glicerol: alta viscosidad debido a la presencia de OH capaces de formar puentes
de H
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Propiedades de líquidos
• La viscosidad puede variar debido a:– Cambios en la temperatura del líquido– Comportamiento reológico del líquido (respuesta
ante un esfuerzo)– Adición o sustracción de componentes, aditivos o
sustancias– Condiciones de proceso
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Propiedades de sólidos
• Sólidos cristalinos: tienen una estructura organizada debida a un arreglo molecular ordenado. Restringe el paso de la luz
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Propiedades de sólidos• Sólidos amorfos: estructura desorganizada. Permiten el paso de la
luz
Cuarzo Vidrio
Lectura: bonds and interaction forces. Physical chemistry of foods (Walstra)
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Propiedades térmicas• Cp de alimentos y del aire
– Para un alimento de composición conocida
– Para el aire
Cs = 1.005 + 1.88Y (sistema internacional)
Cs = 0.24 + 0.45Y (sistema inglés)
• Conductividad de alimentos
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Propiedades térmicas• Cambios de fase
– Generados por ganancia o pérdida de energía (entalpía)
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Propiedades térmicas• Cambios de fase
– Calor sensible– Calor latente
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Propiedades térmicasCalorimetría de barrido diferencial (DSC)
• Temperatura de transición vítrea (Tg)• Cristalización• Temperatura de fusión (Tm)
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