Mudanças de Estado Físico



Fusão - Passagem do estado sólido para o líquido. Os sólidos puros sempre sofrem fusão a uma temperatura e pressão determinadas. Essa temperatura, que permanece inalterada durante todo o processo de fusão, recebe o nome de temperatura de fusão ou ponto de fusão. Ex.: gelo derretendo.

Fusão

Vaporização - Passagem do estado líquido para o gasoso que pode ocorrer de três maneiras:

EvaporaçãoEvaporação - É a mudança lenta de uma substância líquida para vapor. Pode ocorrer espontaneamente, dependendo das condições do ambiente. Ex.: roupa secando no varal.

EbuliçãoEbulição - Ocorre quando fornecemos calor a um líquido ou reduzimos a pressão sobre ele. A ebulição é a passagem para o vapor de forma acelerada. Durante todo o processo de ebulição, se a pressão não for alterada, a temperatura permanece constante nas substâncias puras e é denominada Ponto de ebulição ou temperatura de ebulição. Ex.: ferver a água ao fogo.

Por que a água no topo de uma montanha de 1000 metros de altura, por exemplo, ferve a uma temperatura mais baixa que ao nível do mar?

Quanto maior a altitude menor será a pressão, pois se reduz a camada de ar que se encontra sobre nós. Quando se reduz a pressão, diminui-se também o ponto de ebulição, porque quando a água passa do estado líquido para o vapor, ela aumenta de volume, e a pressão dificulta essa passagem; reduzindo-se a pressão, essa passagem é facilitada. No maior pico do mundo, o Monte Everest, com altitude de 8600m, a água ferve a aproximadamente 71ºC. O contrário disto é o que observamos em nossas casas: a panela de pressão baseia-se no aumento da pressão no seu interior, aumentando o ponto de ebulição da água; assim, a água pode atingir temperaturas um pouco superiores a 100 graus Celsius sem ferver.

Calefação - Passagem extremamente rápida do estado líquido para o gasoso. Ex.: uma gota d’água que cai numa chapa quente.solidificação

Solidificação – Passagem da substancia do estado líquido para o sólido. É o processo inverso da fusão. O ponto de solidificação é igual ao ponto de fusão. Ex.: água congelando.

Condensação ou liquefação – Passagem de uma substância do estado condensaçãogasoso para o líquido. Dada uma determinada pressão, cada substância irá se condensar a uma determinada temperatura. Essa temperatura é denominada ponto de condensação e é igual ao ponto de ebulição. Ex.: gotículas de água que se formam na tampa de uma panela no fogo, neblina que se forma quando a temperatura cai, a chuva.

Sublimação – Passagem do estado sólido diretamente para o gasoso. Existem substâncias sólidas, como a naftalina, o iodo e a cânfora que, nas condições normais de temperatura e pressão, se transformam em vapor sem passar pelo estado líquido.

Ressublimação - Passagem direta do estado gasoso para o sólido. Ex.: iodo gasoso passa diretamente para o estado sólido.

Acompanhe no diagrama abaixo o resumo das mudanças de estado físico:

Mudança de estados físicos

Agora, vamos falar um pouco mais da temperatura de ebulição e fusão das substâncias.

O sistema utilizado para a determinação do ponto de ebulição é uma “técnica tradicional”, e utiliza-se de material simples de laboratório. A determinação do ponto de ebulição de um líquido através desta técnica não implica quaisquer fórmulas ou equações, mas apenas a construção de um gráfico a partir dos diversos valores registrados. O ponto de ebulição corresponde, então, por razões acima já explicitadas, a uma espécie de patamar no gráfico.

Se aquecermos pedaços de gelo de água destilada poderemos construir uma tabela parecida como a mostrada abaixo:

Tempo Temperatura Estado físico de maior predominância
0 min - 4ºC sólido
4 min 0ºC sólido e líquido
5 min 0ºC Sólido e líquido
6 min 0ºC Sólido e líquido
7 min 0ºC Sólido e líquido
8 min 1ºC líquido
11 min 14ºC líquido
15 min 53ºC líquido
18 min 82ºC líquido
22 min 95ºC líquido
23 min 95,5ºC líquido e gasoso
24 min 95,5ºC líquido e gasoso
25 min 95,5ºC líquido e gasoso
26 min 95,5ºC líquido e gasoso
27 min 97ºC gasoso
28 min 100ºC gasoso
29 min 102ºC gasoso
30 min 103º C gasoso

Ao observar a tabela acima, no intervalo de tempo de 4 a 7 minutos, o que podemos afirmar a respeito da temperatura? E no intervalo de 23 a 26 minutos?

Ao analisarmos as mudanças de estado físico que ocorrem durante o aquecimento da água destilada, podemos verificar que durante a passagem de um estado físico para outro a temperatura da substância permanece constante; ou seja, a temperatura fica constante do início ao fim da mudança de estado. Isto caracteriza a chamada SUBSTÂNCIA PURA.

Se representarmos este aquecimento e as mudanças de estado físico, teremos o gráfico abaixo:

gráfico substância pura

Observe abaixo o aquecimento da solução de cloreto de sódio em água:

Tempo Temperatura
(ºC)
Estado físico de maior predominância
0 min - 5,5 sólido
2 min 7,0 líquido
4 min 27,5 líquido
6 min 42,0 líquido
8 min 56,0 líquido
10 min 69,0 líquido
12 min 80,0 líquido
14 min 88,0 líquido
16 min 93,0 líquido
18 min 95,5 líquido
20 min 98,0 líquido e gasoso

A grande maioria dos materiais que nos cercam é constituída por duas ou mais substâncias (componentes). Isto forma o que chamamos de Misturas. Quando se misturam substâncias, podem ser geradas novas substâncias ou não!

Ao analisarmos as mudanças de estado físico que ocorrem durante o gráfico misturaaquecimento da solução de água e sal, podemos verificar que, durante a passagem de um estado físico para outro, a temperatura da substância é crescente, ou seja, a temperatura varia durante a mudança de estado. Isto caracteriza a chamada MISTURA.