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La importancia de La Termodinámica al mezclar líquidos. Por: Carmen Amaralis Vega.

La naturaleza que nos rodea es altamente afectada por las energías eléctricas y magnéticas que poseen los variados materiales de que está compuesta. Cuando se forman enlaces entre distintos átomos de elementos diferentes se libera energía, y esa liberación de energía es la que le da estabilidad al enlace entre los dos átomos. Los enlaces se forman cuando dos electrones de las capas u órbitas más externas de los átomos envueltos en el nuevo enlace dejan sus órbitas individuales y pasan a rotar en una nueva órbita que incluye en su interior los dos núcleos  que comparten el enlace. ( Carmen Amaralis Vega )

 

 

 

 

La importancia de La Termodinámica al mezclar líquidos. Por: Carmen Amaralis Vega.

 

 

En el agua   H-O-H  el átomo de oxígeno (O) comparte dos enlaces, uno con cada átomo de hidrógeno (H). La molécula del agua al formarse liberó energía cuando se formaron sus dos enlaces, es una molécula muy estable. El metanol (CH3-OH), el alcohol más sencillo,  posee cinco enlace, tres entre el hidrógeno (H) con el carbono (C) , uno entre C-O  y otro entre O-H.
Los átomos en una molécula se arreglan en el espacio de forma que exista con el menor balance de energía. En una gota de agua existen millones y millones de moléculas de agua, lo mismo ocurre en una gota de metano.

 

El arreglo en el espacio tridimensional de esas moléculas en el volumen que ocupa cada gota posee un arreglo único. Este arreglo deja espacios vacíos donde pueden acomodarse moléculas más pequeñas. Si esto ocurre el resultado se puede observar cuando se mezclan unidades de volúmenes de líquidos diferentes donde uno más uno puede resultar menor de dos: (1 + 1 = 1.9), ya que las moléculas pequeñas se meten entre los espacios vacíos entre las moléculas más grandes.
Por otro lado cada molécula posee un campo magnético propio debido a la rotación de sus electrones en sus enlaces entre sus átomos. El resultado le proporciona a cada molécula sus características magnéticas únicas con estructuras donde poseen regiones parcialmente negativas y regiones parcialmente positivas. En estos casos puede darse que cuando se mezclen volúmenes de líquidos diferentes con sus respectivos campos magnéticos o polaridad, las diferentes moléculas se repelen aumentando su volumen total, de forma que resulta: (1 + 1 = 2.1) por ejemplo.
Simultáneamente con el fenómeno de intercalación de moléculas con atracción o repulsión, es posible notar físicamente la liberación o consumo de energía al formarse una nueva red mixta de los dos líquidos diferentes.

 

Cuando dos líquidos diferentes al mezclarse liberan calor por la formación de nuevos enlaces por los llamados puentes de hidrógenos (H—-O    o    H—-N  , etc.) es posible sentir el aumento de temperatura en los alrededores y envase donde se han mezclado.  En este caso se dice que la mezcla es exotérmica.
Si por el contrario al mezclar líquidos diferentes ocurre consumo de energía para ordenar un nuevo patrón de moléculas en el espacio del volumen total, entonces el envase se enfría, ya que se utiliza la energía de los alrededores, manifestándose en un enfriamiento de las paredes del envase. En estos casos se dice que la mezcla resultó ser endotérmica.

 

Las industrias químicas necesitan conocer las cantidades exactas de estos aumentos o disminuciones de volúmenes al realizar mezclas en grandes escalas, ya que se diseñan los tanques contenedores de tamaños apropiados para resistir los cambios en volumen total al hacer sus grandes mezclas en procesos industriales, no sea que ocurran derramamientos peligrosos con la expansión de los volúmenes mezclados.
De igual manera es sumamente importante conocer la cantidad de calor o energía liberada al mezclar volúmenes de sustancias que son exotérmicas, pues la cantidad de calor debe ser resistido por el material de que estén hechos los tanques contenedores, no sea que se derritan por el calor liberado. En estos casos se ponen dobles paredes con refrigeración externa.

 

 

Para los empleados de estas industrias es igualmente peligroso que las mezclas sean exotérmicas, como endotérmicas, pues a escalas muy grandes, es igualmente peligroso el calor como quedar atrapados en fríos extremos en las paredes del envase que se propaga en las cámaras de trabajo.
La rama de la Química Física que estudia estos fenómenos para todos los materiales conocidos en nuestro universo inmediato se denomina Termodinámica.

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  • Miguel

    Julio 24th, 2011

    Esta informaci[on es muy importante, gracias por difundirla, Miguel Marquez

  • catherine

    Agosto 28th, 2011

    Las explicaciones son muy claras.
    Un ejemplo de uso casero:Cuidado al usar sosa cáustica o al mezclar acido concentrado con agua.

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