Page 505 - Quimica - Undécima Edición

11.3 Propiedades de los líquidos 475

Revisión de conceptos
¿Cuál de los siguientes compuestos es más probable que exista como líquido a temperatura
ambiente: etano (C 2 H 6 ), hidrazina (N 2 H 4 ), fl uorometano (CH 3 F)?

Las fuerzas intermoleculares analizadas hasta aquí son fuerzas de atracción . Sin em-
bargo, se debe tener en cuenta que entre las moléculas también hay fuerzas de repulsión .
En consecuencia, cuando dos moléculas entran en contacto la repulsión entre sus electrones
y núcleos entra en juego. La magnitud de las fuerzas de repulsión aumenta muy rápido a
medida que disminuye la distancia que separa las moléculas en una fase condensada. A
esto se debe que los líquidos y sólidos sean muy difíciles de comprimir. En esas fases las
moléculas ya están muy juntas y se resisten a que se les comprima aún más.
Figura 11.8 Acción de fuerzas
intermoleculares sobre una
11.3 Propiedades de los líquidos molécula en la capa superfi cial
de un líquido y en la región
interna del mismo.
Las fuerzas intermoleculares determinan varias de las características estructurales y pro-
piedades de los líquidos. En esta sección veremos dos fenómenos comunes relacionados
con los líquidos: la tensión superfi cial y la viscosidad. Más tarde analizaremos la estruc-
tura y las propiedades del agua.

Tensión superfi cial
Las moléculas que se encuentran en el seno de un líquido son atraídas en todas direccio-
nes por las fuerzas intermoleculares; no hay tendencia hacia una dirección única. Sin
embargo, las moléculas de la superfi cie son atraídas hacia abajo y hacia los lados por otras
moléculas, pero no hacia arriba de la superfi cie (fi gura 11.8). En consecuencia, estas
atracciones intermoleculares tienden a atraer esas moléculas hacia el líquido, lo que oca-
siona que la superfi cie se tense como si fuera una película elástica. Entre las moléculas
polares del agua y, digamos, las moléculas no polares de una cera para autos, la atracción
es mínima o nula, por lo que las gotas de agua adoptan la forma de una pequeña cuenta
esférica porque de esta manera se minimiza el área superfi cial de un líquido. La superfi cie
cerosa de una manzana húmeda también produce el mismo efecto (fi gura 11.9). La tensión superfi cial del agua
La tensión superfi cial es una medida de la fuerza elástica que existe en la superfi cie permite a muchos insectos “cami-
de un líquido. La tensión superfi cial es la cantidad de energía necesaria para estirar o nar” sobre ella.
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aumentar la superfi cie de un líquido por unidad de área (por ejemplo, por 1 cm ). Los
líquidos que tienen fuerzas intermoleculares grandes también poseen tensiones superfi cia-
les altas. Como consecuencia de los enlaces de hidrógeno, el agua tiene una tensión su-
perfi cial mucho mayor que la de la mayoría de los líquidos.
La acción capilar es otro ejemplo de tensión superfi cial. La fi gura 11.10a) muestra
el agua que sube espontáneamente en un tubo capilar cuando una delgada película de agua
se adhiere a las paredes del tubo de vidrio. La tensión superfi cial del agua hace que
esta película se contraiga y obligue al agua a elevarse hacia la parte superior del tubo.
La capilaridad es el resultado de dos tipos de fuerzas. Una de ellas es la cohesión , o
atracción intermolecular entre moléculas semejantes (en este caso, las moléculas de agua);
la otra fuerza, conocida como adhesión , es una atracción entre moléculas distintas, como
las del agua y las del tubo de vidrio. Si la adhesión es más fuerte que la cohesión, como
sucede en la fi gura 11.10a), el contenido del tubo será impulsado hacia arriba. Este pro-
ceso continúa hasta que la fuerza adhesiva se contrarresta por el peso del agua en el tubo.
Sin embargo, esta acción no es universal entre los líquidos, como se muestra en la fi gura Figura 11.9 Aspecto de las
11.10b) para el mercurio. En éste, la cohesión es mayor que la adhesión entre el mercurio gotas de agua sobre la superfi cie
cerosa de una manzana.
y el vidrio, de manera que cuando un tubo capilar se sumerge en este líquido, lo que
sucede es una depresión o disminución del nivel del mercurio, es decir, la altura del lí-
quido en el tubo capilar está por debajo de la superfi cie del mercurio.