Secundaria Contracción de volumen

[H2SO4]

Me interesaría conocer una explicación lo más detallada posible del efecto de contracción de volumen que se observa al mezclar, por ejemplo, alcohol y agua. Gracias de antemano.

[oscarmuinhos]

Re: Contracción de volumen

Se debe a la magnitud relativa de las fuerzas de interacción mutua entre las moléculas de agua y las moléculas de alcohol.
Si tienes agua pura: las únicas interacciones moleculares que existen son agua-agua
Si se tiene alcohol puro: las únicas interacciones moleculares que existen son alcohol-alcohol.
Cuando mezclamos el agua y el alcohol, además de las interacciones entre moléculas de agua y de las interacciones entre moléculas de alcohol, tendremos también interacciones entre el agua y el alcohol.
Si estas nuevas fuerzas intermoleculares fuesen de la misma magnitud que las que teníamos, el volumen sería simplemente la suma de los volúmenes: cada molécula ocuparía, en promedio, el mismo volumen que en estado puro. Pero las fuerzas de interacción entre el alcohol y el agua son mayores que entre agua-agua y alcohol-alcohol (debido a los enlaces por puente de hidróqeno entre moléculas de agua y moléculas alcohol) y esto explica la contracción del volumen de la mezcla.

Así lo entendí yo en su día.
Saludos

[H2SO4]

Re: Contracción de volumen

...Pero las fuerzas de interacción entre el alcohol y el agua son mayores que entre agua-agua y alcohol-alcohol

Ante todo, gracias por tu respuesta.

Según tengo entendido, la energía de enlace de hidrógeno solo depende a) de la orientación, que la hace máxima cuando los tres átomos involucrados (dador, H, aceptor) están alineados, y b) de cuáles son los átomos dador y aceptor, que son los mismos para agua-agua para alcohol-alcohol y para agua-alcoho:

- O - H ···· O - (Este segundo O tiene, evidentemente, dos enlaces covalentes, que no puedo dibujar)

Así que no veo el motivo por el que tengan que ser más intensas unas que otras.

Un saludo

[arivasm]

Re: Contracción de volumen

Perdonad que baje el nivel de la discusión.

En clases de secundaria recurro al siguiente ejemplo (que hago de manera práctica) para ilustrar el fenómeno: si mezclamos 100 ml de garbanzos con 100 ml de arroz (y agitamos -hágase con el recipiente en horizontal-) el resultado no son 200 ml, sino menos. El motivo está en el menor tamaño de los granos de arroz, que pueden ocupar huecos entre los garbanzos.

No sé si es la explicación realmente correcta y completa para la cuestión de este hilo, pero quizá apunte en un sentido que sí debe tenerse presente: si se mezclan, en estado líquido, moléculas de diferentes tamaños (entendiendo por tales lo que delimitarían sus superficies de Van der Waals), si las interacciones intermoleculares son, como en el caso de este hilo, de intensidades semejantes entre ellas, entonces entrará en juego el efecto de diferente empaquetamiento que ilustra la mezcla garbanzos+arroz.

[H2SO4]

Re: Contracción de volumen

Tiendo a pensar como tú, arisvam, que lo que más influye es el empaquetamiento Lo que ocurre es que en casi todos los libros que veo este asunto lo despachan con los enlaces de hidrógeno sin tener en cuenta este factor.

Gracias a los dos.

Un saludo

[oscarmuinhos]

Re: Contracción de volumen

Ante todo, gracias por tu respuesta.

Según tengo entendido, la energía de enlace de hidrógeno solo depende a) de la orientación, que la hace máxima cuando los tres átomos involucrados (dador, H, aceptor) están alineados, y b) de cuáles son los átomos dador y aceptor, que son los mismos para agua-agua para alcohol-alcohol y para agua-alcoho:

- O - H ···· O - (Este segundo O tiene, evidentemente, dos enlaces covalentes, que no puedo dibujar)

Así que no veo el motivo por el que tengan que ser más intensas unas que otras.

Un saludo

Es una interacción de cargas debida a la diferente electronegatividad del oxígeno y el hidrógeno.Esta es la condición inicial. Si hay separación de cargas por pequeña que sea, las cargas positivas se rodearán de cargas negativas y las negativas se rodearán de cargas negativas, naturalmente si unas y otras pueden moverse. Cosa distinta es cual será la configuración geométrica de ese enlace por puente de Hidrógeno que no podrá ser otra que lineal dada la configuración electrónica del Hidrógeno.

Me gusta el recurso didáctico de arisvam y, desde luego que ayuda a entender que de la mezcla de dos volúmenes de disoluciones diferentes no siempre se obtiene que sea la suma de los volúmenes mezclados. Sin embargo, sin que dejen de tener importancia , como dice arisvam, los efectos estéricos de tipo físico (que influyen incluso en la reactividad) hemos de tener claro que la disolución es el resultado principalmente de interacciones químicas entre las diferentes moléculas o especies químicas de la disolución. El agua es un excelente disolvente para compuestos con moléculas polares (con separación de cargas) o para compuestos con moléculas que, no siendo polares, pueden ser facilmente polarizables por el efecto inductor de la polaridad (separación de cargas) de la molécula de agua. debido precisamente a sus peculiares propiedades químicas. Como ejemplo, puede valer la muy diferente solubilidad entre agua y etanol y entre el etano (misma cadena que el etanol) y el agua