Estados físicos e mudanças de estado
A matéria pode apresentar-se em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. Não podemos esquecer que as mudanças de estado físico caracterizam sempre um fenômeno físico.
O estado sólido possui forma e volume constantes , pois apresenta grande ordem molecular.
O estado líquido possui volume constante e forma variável, pois apresenta desordem molecular.
O estado gasoso possui forma e volume variáveis, pois apresenta grande agitação e e espaçamento entre suas moléculas.
Mudanças de estado físico
Cada transformação do estado físico tem uma denominação característica, o que podemos representar através de equações químicas, ou então através de frases:
Pb(s) à
Pb(L) - indica que o chumbo sólido está sendo transformado
em líquido, o que indica uma fusão (passagem do estado sólido para o estado
líquido);
H2O(L) à
H2O(s) - indica que a água líquida está sendo
transformada em sólido (gelo), o que indica uma solidificação (passagem do
estado líquido para o estado sólido);
CO2(s) à
CO2(G) - indica que gás carbônico sólido (gelo seco) está
sendo transformada em gasoso, o que indica uma sublimação (passagem do estado
sólido para o estado gasoso);
nitrogênio gasoso em líquido - indica que houve uma liquefação, pois o
nitrogênio passou de gasoso para líquido.
Uma mudança de estado pode ser representado através de um gráfico:
É um gráfico de aquecimento, pois a temperatura sobe no decorrer do tempo. Podemos retirar algumas informações importantes observando o gráfico:
Trata-se
de uma substância pura (apresenta ponto de fusão e ebulição constante).
Inicialmente
a substância estava sólida e a temperatura inicial era de 10ºC.
No
intervalo de 1 a 3 minutos, a temperatura permaneceu constante (20ºC). Isso
indica que a substância estava mudando de estado físico (indo de sólido para
líquido).
De
3 a 4 minutos, ocorreu o aquecimento do líquido.
No
intervalo de 4 a 6 minutos, a substância passou de líquido para gasoso (a
temperatura era de 40ºC).
De
6 a 7 minutos, continuou o aquecimento do gás.
Podemos ter também um gráfico de resfriamento de uma substância líquida (não necessariamente ela tem que iniciar no gasoso. Isso vai depender do enunciado):
É um gráfico de resfriamento, pois a temperatura diminui no decorrer do tempo. Podemos retirar algumas informações importantes observando o gráfico:
Inicialmente
a substância estava líquida e a temperatura inicial era de 60ºC. Durante
20 segundos, ela foi sendo resfriada até chegar a -20ºC.
No
intervalo de 20 a 30 segundos, a temperatura permaneceu constante (-20ºC). Isso
indica que a substância estava mudando de estado físico (indo de líquido para
sólido).
De
30 a 40 segundos, ocorreu o resfriamento do sólido.
Podemos ter também uma tabela com substâncias desconhecidas (A, B, C, D e E) e teremos que descobrir o seu estado físico em determinada temperatura. Observe o exemplo:
|
Substância |
ponto
de fusão (ºC) |
Ponto
de ebulição (ºC) |
|
A |
-16 |
80 |
|
B |
50 |
80 |
|
C |
-12 |
48 |
|
D |
-100 |
16 |
|
E |
25 |
55 |
Qual o estado físico das substâncias desconhecidas a 20ºC?
Inicialmente, vamos analisar as informações da tabela.
O que significa ponto de fusão? É a passagem do estado sólido para o estado líquido. Isso indica que antes do valor a temperatura era sólida.
O que significa ponto de ebulição? É a passagem do estado líquido para o estado gasoso. Isso indica que antes do valor a temperatura era líquida.
Basta riscar uma linha, colocar o ponto de fusão e o ponto de ebulição e observar a temperatura que está sendo solicitada
Analisando cada substância separadamente:
Substância A: antes de -16ºC ela era sólida. Depois de 80ºC ela é gasosa. Isso indica que a 20ºC, ela é líquida.
Substância B: antes de 50ºC ela era sólida. Depois de 80ºC ela é gasosa. Isso indica que a 20ºC, ela é sólida.
Substância C: antes de -12ºC ela era sólida. Depois de 48ºC ela é gasosa. Isso indica que a 20ºC, ela é líquida.
Substância D: antes de -100ºC ela era sólida. Depois de 16ºC ela é gasosa. Isso indica que a 20ºC, ela é gasosa.
Substância E: antes de 25ºC ela era sólida. Depois de 55ºC ela é gasosa. Isso indica que a 20ºC, ela é sólida.
Veja o que podemos fazer na tabela diretamente (coloque a temperatura procurada - 20ºC - e veja o estado físico na própria tabela:
O resultado sai mais rapidamente:
Substância A : líquida;
Substância B : sólida;
Substância C : líquida;
Substância D : gasosa;
Substância E : sólida;