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Gráfico de mudança de estado físico

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  • 1. Gráfico de Mudança de Estado Físico Os três estados físicos ou de agregação da água são: sólido, líquido e gasosoImagine um cubo de gelo em um freezer à temperatura de -25°C. Nessa temperatura, a água estáobviamente no estado sólido. Porém, se tirarmos esse gelo do freezer e gradativamenteaumentarmos sua temperatura, veremos que ao atingir 0°C (ao nível do mar), o gelo começará aderreter, ou seja, a sofrer o processo de fusão.A temperatura em que a substância passa do estado sólido para o líquido é chamada de ponto defusão (PF). O inverso é a solidificação.No ponto de fusão veremos que os estados sólido e líquido coexistem. Isso significa que atemperatura do gelo não aumentará; permanecerá fixa em 0°C, até que todo ele passe para oestado líquido.Se continuarmos aumentando a temperatura, o líquido irá se aquecer e, ao chegar à temperaturade 100°C (ao nível do mar), ocorrerá a passagem do estado líquido para o gasoso. A águapassará a ser vapor; por isso, o nome dessa transformação de estado de agregação da matéria évaporização.100ºC é o ponto de ebulição (PE) em que a água coexiste nos estados líquido e sólido.Apresentando outro patamar no gráfico, a temperatura permanecerá constante até que todo olíquido vire vapor.A mudança inversa de estado físico, isto é, do estado gasoso para o líquido, é denominadacondensação ou liquefação. É o que ocorre, por exemplo, quando as nuvens se condensam echove.O vapor continuará aumentando de temperatura se isso for proporcionado ao sistema.Existe também a passagem direta do sólido para o gasoso e vice-versa. Essa transformação édenominada sublimação. Exemplos desse fenômeno são a naftalina e o gelo-seco, quesublimam à temperatura ambiente.Dessa forma, temos as seguintes mudanças de estado físico ou de agregação da matéria:Assim, o gráfico completo de mudança de estado da água é apresentado da seguinte forma:
  • 2. Por meio de experiências, notou-se que toda substância pura apresenta esses dois patamaresfixos de PF e PE. Por exemplo, veja abaixo o gráfico de mudança de estado físico para o etanol(PF= -117,0 °C e PE = 78,0 °C):No entanto, se aquecermos ou resfriarmos uma mistura, veremos que a mesma situação nãoocorre, a temperatura não permanece constante nessas faixas de mudança de estado físico, masvai mudando gradualmente.Por exemplo, uma mistura de água e sal colocada no congelador começa a se solidificar em 0ºCsob pressão de 1atm; porém, não permanece em 0ºC, mas apresenta uma faixa de temperaturasde solidificação. Isso também ocorre quando aquecemos essa mistura, ela começa a ferveracima de 100ºC, mas não permanece constante durante a ebulição. Além disso, esses valoresvariam dependendo da quantidade de sal e de água que foram misturados.Dessa forma, temos que o gráfico de mudança de estado físico da salmoura não apresentanenhum patamar, isso também vale para outras misturas.
  • 3. Existem dois tipos de misturas especiais que são exceções a essa regra, veja quais são lendo otexto “Misturas Eutéticas e Azeotrópicas”.• Mistura Eutética: É uma substância que se comporta como se fosse uma substância purasomente durante o ponto de solidificação ou fusão*. Exemplos: Liga metálica feita de 40% decádmio e 60% de bismuto forma uma mistura eutética com ponto de fusão constante igual a140°C, estanho e chumbo (solda), sal de cozinha e gelo.• Mistura Azeotrópica: Mistura de composição definida que possui ponto de ebulição ou decondensação constante, comportando-se neste ponto como uma substância pura. Exemplo:mistura de 96% de álcool etílico e 4% de água (álcool hidratado) possui ponto de ebuliçãoconstante de 78,2°C. Gráficos de mudanças de estado físico de uma mistura Eutética (patamar no Ponto de Fusão) e de uma mistura Azeotrópica (Patamar no Ponto de Ebulição).*O ponto de fusão e o Ponto de solidificação possuem o mesmo valor. O que irá definir qual dosdois processos está ocorrendo é o fato de estar aquecendo ou resfriando o sistema. O mesmovale para o ponto de ebulição e de condensação.

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