El estado líquido: su miscibilidad, sus propiedades y sus criterios macroscópicos.

Los diagramas que muestran la configuración de los átomos y moléculas de cada estado de la materia determinan sus características. El agua es un ejemplo de líquido. Existe en abundancia en la Tierra. La fase líquida es tanto una forma de fluido como un estado de la materia. A diferencia del sólido, cuyas moléculas están muy próximas, el líquido es difícilmente compresible, pero fácilmente deformable. Esto se debe a sus moléculas débilmente unidas. Por el contrario, el sólido requiere más energía para deformarse. Comparadas con las moléculas del gas, las del líquido no pueden alejarse mucho unas de otras. El gas no dispone de esta cohesión.

La miscibilidad de un líquido

La prueba de miscibilidad de un líquido se realiza mezclándolo con agua. Un líquido miscible en agua forma con ella una mezcla homogénea. Por el contrario, un líquido no miscible en agua forma con ella una mezcla heterogénea. La miscibilidad o no de los líquidos depende de sus fuerzas moleculares. Gracias a ellas, un cuerpo puro líquido posee una coherencia. Así, es posible que un líquido tenga siete fases distintas no miscibles.

Las propiedades del líquido

Según las condiciones de presión y temperatura, los cuerpos pueden aparecer en estado gaseoso, líquido o sólido. El estado líquido equivale al gas, pero con una forma de energía menor. La energía cinética de sus moléculas no es suficiente para romper las fuerzas creadas por la tensión superficial. Por otro lado, corresponde a una forma de energía superior al sólido. La energía cinética de sus moléculas es suficiente para hacerlas mover espontáneamente.

La viscosidad

La viscosidad forma parte de las características de los líquidos. Mide la adhesión de las moléculas entre sí. Un líquido viscoso resiste a un cuerpo que atraviesa el líquido. Cuanto más viscoso es, más difícil es de atravesar. Esto prueba la existencia de varios rangos de estados intermedios, por ejemplo la pasta. Esta dificulta la distinción entre el sólido y el líquido. Sin embargo, al probar mediante la ruptura, los dos estados son fáciles de distinguir. En efecto, un sólido se rompe, se agrieta y no se vuelve a unir. Por el contrario, un líquido que se divide se reúne cuando la causa de la ruptura desaparece. La única huella que deja es una onda. El helio II, calificado como “superfluido”, no posee viscosidad.

La tensión superficial

A menudo, los líquidos poseen una tensión de superficie o tensión superficial. Por definición, es la propiedad de su superficie que les permite resistir a una fuerza exterior. Esta tensión superficial justifica la formación de meniscos en sus bordes y los diversos efectos de la capilaridad. Es causada en parte por la naturaleza cohesiva de las moléculas de agua:

• por la electrostática,
• por la fuerza de van der Waals,
• por la polaridad.

También se debe a la afinidad de las moléculas del líquido.

Los criterios macroscópicos

Estos son los criterios que caracterizan el estado líquido a nivel macroscópico. En primer lugar, debido al efecto de la dilatación térmica débil, el líquido posee un volumen fijo. Su volumen no depende, por tanto, de su contenedor. Además, no dispone de forma propia. Bajo el efecto de la gravedad, simplemente adopta la forma del recipiente que lo contiene. Finalmente, en un recipiente inmóvil, su superficie libre permanece horizontal y plana. La superficie libre se define como la parte del líquido que no está mantenida por una pared de su contenedor. Su campo de gravedad, excepto los bordes, permanece uniforme a una escala cercana al metro. Esto se debe a la tensión superficial.

Algunos ejemplos

Las CNTP o condiciones normales de temperatura y presión se aplican eficazmente en la experimentación y medición en laboratorio. Son utilizadas en química y física. Gracias a ellas, son posibles comparaciones cómodas entre los resultados experimentales. En general, la presión normal es de 1 atm y la temperatura normal, 0 °C. Bajo estas CNTP, el ácido sulfúrico, el dibromo, el agua, el etanol, el mercurio y el octano son ejemplos de sustancias químicas líquidas.