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Los cambios de estado. Su interpretación cinético molecular
2.1 Leyes de la fusión Como resultado de muchas experiencias, se puede afirmar lo siguiente: TABLA 1 Puntos de fusión de algunas sustancias puras Alcohol Mercurio Agua Azufre Plomo Plata Oro Hierro Platino Tungsteno
–114 ºC –39 ºC 0 ºC 115 ºC 327 ºC 962 ºC 1 064 ºC 1 538 ºC 1 768 ºC 3 422 ºC
Temperatura (ºC)
0
Tiempo (min)
a) Cuando una sustancia pura se funde, lo hace a una temperatura determinada, llamada temperatura de fusión. b) Mientras dura la fusión –es decir, mientras coexisten sólido y líquido–, la temperatura se mantiene invariable. c) Todos los líquidos puros bastante enfriados acaban solidificándose a la misma temperatura a la que se funden. d) Mientras dura la solidificación, la temperatura se mantiene invariable. Así pues, la temperatura de fusión y la de solidificación de una sustancia pura son idénticas. Estas conclusiones reciben el nombre de leyes de la fusión y la solidificación de las sustancias puras. La temperatura de fusión (o solidificación) de una sustancia pura varía –aunque muy poco– según la presión que actúa sobre ella. El punto de fusión se define como la temperatura a partir de la cual una sustancia pura pasa de estado sólido a estado líquido a la presión atmosférica normal, que es de 1 013 hPa (1 atm). En la tabla 1 se muestran los puntos de fusión (o solidificación) de algunas sustancias puras. Se puede observar, por ejemplo, que el mercurio se funde a –39 °C. Esto significa que este elemento es un líquido a temperatura ordinaria y que se tiene que enfriar a 39 °C bajo cero para que empiece a solidificarse. Observa también el elevado punto de fusión del tungsteno. Hay que calentarlo a una temperatura de 3 422 °C para que empiece a fundirse. El punto de fusión o solidificación de una sustancia pura es una propiedad característica que puede servir para identificarla.
Curva de solidificación del agua salada.
La presencia de impurezas en un líquido o de sustancias en disolución hace disminuir su punto de solidificación. Así, por ejemplo, el agua pura solidifica a 0 °C, pero el agua del mar lo hace a una temperatura un poco más baja.
OTROS EJEMPLOS DE SOLIDIFICACIÓN
La experiencia nos enseña que al enfriar agua salada, un refresco, limonada u otras mezclas líquidas la temperatura no se mantiene constante durante el cambio de estado. Si la temperatura de una sustancia varía durante un cambio de estado, entonces no se puede considerar que sea una sustancia pura.
A C T I V I DA D E S › 1 Un cambio de estado es un fenómeno físico, en cambio, la oxidación del hierro es un fenómeno químico. Razónalo. › 2 Explica el significado de esta frase: «El punto de fusión de un sólido puro es una propiedad característica.»
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