Quimica, 11va Edicion - Raymond Chang-FREELIBROS-536

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504 CAPÍTULO 11 Fuerzas intermoleculares y líquidos y sólidos
Equilibrio sólido-vapor
Los sólidos también experimentan evaporación y, por consiguiente, poseen una presión de 
vapor. Considere el siguiente equilibrio dinámico:
sólido Δ vapor
El proceso en el cual las moléculas pasan directamente de sólido a vapor se conoce como 
sublimación . El proceso inverso se denomina deposición , es decir, las moléculas hacen la 
transición directa de vapor a sólido. El naftaleno , la sustancia con la que se fabrican bo-
litas para combatir la polilla, tiene una presión de vapor (de equilibrio) bastante alta para 
un sólido (1 mmHg a 53°C); por ello, su vapor picante impregna muy rápido un espacio 
cerrado. El yodo también sublima. Arriba de la temperatura ambiente, el color violeta del 
vapor del yodo es fácilmente visible en un recipiente cerrado.
 Como las moléculas están unidas con más fuerza en un sólido, su presión de vapor 
suele ser mucho menor que la del líquido correspondiente. La energía (por lo general en 
kilojoules) necesaria para sublimar un mol de un sólido recibe el nombre de calor molar 
de sublimación (DHsub) , y es igual a la suma de los calores molares de fusión y vapori-
zación: 
DHsub 5 DHfus 1 DHvap (11.6)
La ecuación (11.6) es una demostración de la ley de Hess (vea la sección 6.6). La ental-
pía , o cambio de calor para todo el proceso, es la misma si la sustancia pasa directamen-
te de sólido a vapor, o si pasa de sólido a líquido y luego a vapor. Observe que la ecuación 
(11.6) sólo es válida cuando los cambios de fase suceden a la misma temperatura. De lo 
contrario, esta ecuación se considera sólo como una aproximación.
 La i gura 11.39 resume los tipos de cambios de fase estudiados en esta sección.
 Cuando una sustancia se calienta, aumenta su temperatura y, en algún momento, 
experimentará un cambio de fase. Para calcular el cambio de energía total para este pro-
ceso debemos incluir todos los pasos que se indican en el ejemplo 11.8.
Líquido
Gas
T
em
pe
ra
tu
ra
S
ub
li
m
ac
ió
n
F
us
ió
n
C
on
de
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n
C
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ge
la
ci
ón
V
ap
or
iz
ac
ió
n
D
ep
os
ic
ió
n
Sólido
Figura 11.39 Los diferentes 
cambios de fase por los que 
una sustancia puede pasar.
Yodo sólido en equilibrio con su 
vapor.
Ejemplo 11.8
Calcule la cantidad de energía (en kilojoules) que se necesita para calentar 346 g de agua 
líquida desde 0°C a 182°C. Suponga que el calor especíi co del agua es de 4.184 J/g · °C en 
todo el intervalo líquido y que el calor especíi co del vapor es de 1.99 J/g · °C.
Estrategia El cambio de calor (q) en cada etapa está dado por q 5 msDt (vea página 247), 
donde m es la masa del agua, s es el calor especíi co y Dt es el cambio de temperatura. Si 
hay un cambio de fase, como vaporización, entonces q estará dado por nDHvap, donde n es el 
número de moles de agua.
Solución El cálculo se puede dividir en tres pasos.
Paso 1: Calentamiento del agua desde 0°C hasta 100°C
 Usando la ecuación (6.12) tenemos que
 q1 5 ms¢t
5 (346 g)(4.184 J/g ? °C)(100°C 2 0°C)
5 1.45 3 105 J
 5 145 kJ