Cambios de fase

Los estados de la materia dependen de sus fuerzas intermoleculares (FMI) y la energía cinética (KE) de sus partículas, ya sean moléculas, iones o átomos. Las identidades químicas de las partículas de un líquido determinan los posibles tipos y la fuerza de la atracción molecular.

El cambio de energía de un sistema determina los cambios de fase. Para cambiar de un estado de la materia a otro, debemos añadir la energía suficiente para superar las fuerzas intermoleculares que mantienen unidas las partículas.

Figura 1: Los cambios de fase.

Fusión: La energía necesaria para romper las fuerzas intermoleculares y aumentar el movimiento de las partículas durante la transición de sólido a líquido se denomina «calor de fusión» o «entalpía de fusión» (ΔH_fus).

Vaporización: El grado de movimiento de las partículas sigue aumentando a medida que aumenta la temperatura. El movimiento de las partículas se vuelve más rápido y se dispersa a medida que las partículas pasan a estado gaseoso. En este punto, fuerzas intermoleculares aún menores mantienen unidas las moléculas. La transición de líquido a gas se denomina «evaporación». La energía involucrada en estos cambios de fase se denomina «calor de vaporización» o «entalpía de vaporización» (ΔH_vap).

Sublimación: Algunos sólidos pueden omitir la fase líquida y pasar directamente al estado gaseoso. La transición de sólido a gas se denomina «sublimación». La energía necesaria para la sublimación se denomina «calor de sublimación» o «entalpía de sublimación» (ΔH_Sub).

Generalmente, el calor de sublimación es mucho mayor que el calor de vaporización, siendo el calor de fusión el valor más pequeño. Esto es así porque las fuerzas intermoleculares se interrumpen en los estados gaseosos, mientras que en los líquidos algunas están intactas, y en los sólidos la mayoría no se rompen. Romper todas las fuerzas intermoleculares entre partículas requiere más energía.