Sustancias puras

1.- Sustancias Puras
Una sustancia que tiene una composición química fija recibe el nombre de sustancia pura.
La mezcla de diferentes elementos o compuestos químicos también es una sustancia pura, siempre que la mezcla sea homogénea.
La mezcla de dos o más fases de una sustancia pura sigue siendo una sustancia pura, siempre que la composición química de las fases sea la misma.

2.- Fases deuna Sustancia Pura

Una fase es un arreglo molecular distinto, homogéneo en todas partes y que se separa de las demás por medio de superficies de frontera fácilmente identificables. Hay tres fases principales: sólida, líquida y gaseosa. Una sustancia puede tener varias fases dentro de una sustancia principal, cada una con una estructura molecular diferente:

* El carbón existe como grafitoy diamante en la fase sólida.

* El hierro tiene tres fases sólidas (austenita, cementita y ferrita).

* El helio tiene dos fases liquidas.

* El hielo presenta siete fases diferentes a presiones elevadas.

3.- Procesos de Cambio de Fases de Sustancias Puras

* El líquido comprimido o líquido sub enfriado no está a punto de evaporarse.

* Sub saturado. Líquido saturado.Líquido en equilibrio con vapor a una presión y temperatura dadas. En el caso de sustancias puras, es el estado del líquido correspondiente al punto de burbujeo.

* Vapor saturado. Vapor en equilibrio con un líquido, a una presión y temperatura dadas. En el caso de sustancias puras, es el estado de vapor correspondiente al punto de rocío.

* La mezcla saturada líquido- vapores aquella enla cual las fases líquidas y vapor coexisten en equilibrio en estos estados.

* Vapor sobrecalentado es aquel que no está a punto de condensarse.

* Presión de Vapor: Es la presión que ejerce la fase de vapor en el recipiente que lo contiene, cuando el líquido y vapor de un componente puro se encuentran en equilibrio a determinadas condiciones de presión y temperatura.

* Punto deRoció: Estado de un sistema completamente gaseoso en equilibrio con una infinitesimal de líquido.
* Punto de Burbujeo: Estado de un sistema completamente líquido en equilibrio con una cantidad infinitesimal de gas.

* Curva de Punto de Roció: Lugar geométrico de los puntos de presión y temperatura al cual se forma la primera gota de líquido, al pasar un sistema del estado de vapor alestado de dos fases. Comúnmente se denomina Curva de Rocío.

* Curva de Punto de Burbujeo: Lugar geométrico de los puntos de presión y temperatura al cual se forma la primera burbuja, al pasar un sistema del estado líquido, al estado de dos fases. Comúnmente se denomina Curva de Burbujeo.
* Región de Dos Fases:
Región (zona) encerrada por las curvas de punto de rocío y de burbujeo, en undiagrama presión-temperatura del sistema, donde el gas y líquido coexisten en equilibrio.
* Temperatura Crítica: Es la temperatura sobre la cual un gas no puede ser licuado, sin importar la presión aplicada.

* Presión Critica: Presión sobre la cual el líquido y el gas no pueden existir, no importando la presión.

4.- Diagramas de Propiedades para el proceso de Cambio de Fases

Paracomprender de forma completa el comportamiento de las sustancias puras es necesario tener en cuenta los diagramas de propiedades. Estos diagramas son tres: el diagrama Temperatura vs. Volumen específico (T-v), el diagrama Presión vs. Volumen específico (P-v) y el diagrama Presión vs. Temperatura (P-T).
Estos diagramas son extraídos de las proyecciones sobre los planos que determinan los ejes de lasllamadas superficies P-v-T. Y se dice superficies por el simple hecho de que no es una sino dos, la superficie para una sustancia que se contrae al congelarse y la superficie para la sustancia que se expande al congelarse.
Como es de esperarse, los diagramas varían de acuerdo a si la sustancia se contrae o se expande cuando se congela, pero de dichas variaciones se hablará más adelante....