Chimica Generale/Liquidi

Coesione e AdesioneModifica

Gocce d’acqua aderiscono a una ragnatela. La loro forma rotonda è causata dalla coesione.

Le molecole di un liquido sono attratte tra loro. Questo è chiamato coesione. Molecole come il metano non sono polari, quindi sono tenute insieme solo dalle forze di van der Waals. Queste molecole avranno una coesione minima. Al contrario, le molecole d’acqua usano il legame a idrogeno, quindi mostrano una forte coesione. Un liquido coesivo formerà gocce più sferiche e avrà una tensione superficiale molto più alta.

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L’adesione è l’attrazione di una molecola liquida verso i suoi dintorni. I liquidi adesivi dimostreranno un’azione capillare. Sono anche più “bagnati”. Il mercurio è molto coesivo, ma non adesivo. Di conseguenza, non lascia residui quando rotola su una superficie. L’acqua, invece, è molto più adesiva. Quando l’acqua rotola su una superficie, la bagna perché alcune molecole vi aderiscono.

Tensione superficiale e azione capillareModifica

Quando le gocce d’acqua sono su una superficie impermeabile, tendono a formare delle perle. Ciò è dovuto alla sua tensione superficiale. Le molecole liquide si tirano a vicenda, e di conseguenza diminuiscono la loro superficie. Le molecole al confine del liquido sono tirate dentro, causando una forma di goccia. Quando l’acqua si trova su una superficie permeabile, si diffonde, come si può vedere con l’acqua su un tovagliolo di carta. Questa azione capillare spiega come l’acqua nel terreno raggiunga la cima di alberi alti centinaia di metri.

PressioneModifica

I liquidi distribuiranno la pressione in modo uniforme. Questo concetto, noto come legge di Pascal, è cruciale per attrezzature come i freni idraulici. È il risultato della loro incomprimibilità.

Se non c’è pressione atmosferica (un vuoto, come lo spazio esterno), i liquidi non possono formarsi.

I liquidi evaporeranno. Anche se l’energia cinetica media delle molecole è troppo bassa per superare il legame e diventare un gas, singole molecole avranno occasionalmente un’energia superiore alla media e si libereranno dalla superficie del liquido. La molecola sfugge quindi alla fase gassosa. Allo stesso tempo, però, una molecola di gas può colpire la superficie del liquido e rallentare abbastanza da unirsi al liquido. Un bicchiere d’acqua lasciato fuori al sole alla fine diventerà vuoto. La luce del sole aggiunge energia alle molecole, permettendo ad alcune di uscire come gas. Alla fine, tutte le molecole usciranno. La tendenza di un liquido ad evaporare dipende dalle sue forze intermolecolari. I liquidi volatili tendono ad evaporare rapidamente perché hanno forze intermolecolari relativamente deboli che tengono insieme le molecole, rendendo più facile la loro fuga dalla fase liquida. Al contrario, i liquidi non volatili non evaporano in misura visibile a causa della presenza di forze intermolecolari molto forti.

L’evaporazione aumenta con la temperatura. Può essere misurata dalla pressione di vapore, la quantità di pressione esercitata dal gas evaporato sopra la superficie del liquido. La pressione di vapore aumenta con la temperatura, e una volta raggiunta la pressione dell’atmosfera circostante, il liquido bollirà. La tensione di vapore dipende anche dall’intensità delle forze intermolecolari nel liquido.

ViscositàModifica

La viscosità si riferisce alla resistenza del liquido al flusso. Per esempio, lo sciroppo d’acero ha una viscosità relativamente alta rispetto all’acqua perché lo sciroppo d’acero scorre molto più lentamente dell’acqua, che scorre in modo relativamente rapido e facile. La differenza di viscosità tra questi due liquidi è dovuta alle forze di attrazione all’interno del liquido specifico. Per scorrere, le molecole devono rotolare e muoversi l’una sull’altra. Una soluzione con basse forze attrattive permetterebbe alle molecole di muoversi in modo più libero e facile, diminuendo la viscosità.

Nella maggior parte dei casi, la viscosità di un liquido diminuisce all’aumentare della temperatura di un liquido. L’aumento della temperatura di un liquido fa sì che le molecole abbiano una maggiore energia cinetica. Questo aumento di energia cinetica rompe le forze intermolecolari presenti nel liquido. Poiché la viscosità dipende da queste forze attrattive, la viscosità diminuirà quando l’energia cinetica è aumentata.