Quais dessas substâncias são encontradas no estado líquido a uma temperatura de 25 C?

Digamos que temos três colheres. Na primeira, colocamos 5 gotas de água; na segunda, colocamos 5 gotas de álcool e na terceira, 5 gotas de acetona. Depois de esperarmos um tempo, veremos que rapidamente a acetona irá passar para o estado gasoso, seguida do álcool e só depois de muito tempo é que a água irá evaporar.

Esse exemplo nos mostra que as substâncias não passam para o estado gasoso ou para o estado de vapor ao mesmo tempo e, consequentemente, os seus pontos de ebulição são também diferentes.

Para entendermos porque isso ocorre, precisamos entender primeiro quando ocorre essa passagem do estado líquido para o gasoso (ou para vapor, no caso da água). As moléculas dos líquidos num recipiente estão constantemente sob agitação, pois elas possuem certa liberdade para se movimentarem. A pressão atmosférica exerce uma força sobre essas moléculas que as impede de passarem para o estado gasoso. Além disso, as moléculas realizam ligações intermoleculares entre si, que também dificultam a mudança de estado físico.

No entanto, quando essas moléculas adquirem uma energia cinética determinada, elas conseguem romper as suas ligações intermoleculares e a inércia, havendo a mudança para o estado gasoso ou de vapor.

Quando aumentamos a temperatura desse líquido, estamos fornecendo energia ao sistema, o que faz com que essas moléculas adquiram mais rapidamente a energia necessária para mudarem de estado, o que acontece quando atingem o seu ponto de ebulição.

No caso do exemplo dado, os pontos de ebulição da acetona, do álcool e da água são, respectivamente, 56,2 ºC, 78,5 ºC e 100 ºC, ao nível do mar. Isso explica a ordem da evaporação mencionada para esses líquidos.

Mas, por que essa diferença?

Existem dois fatores básicos que justificam as diferenças dos pontos de ebulição das substâncias, que são: interações intermoleculares e massas molares.

Vamos analisar a lista a seguir para ver como esses fatores influenciam o ponto de ebulição das substâncias:

• Interações intermoleculares:

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Se a interação intermolecular for intensa, será necessário fornecer ainda mais energia ao sistema para que ela se rompa e a molécula consiga passar para o estado gasoso.

A intensidade dessas interações entre as moléculas segue a seguinte ordem decrescente:

Ligações de hidrogênio > dipolo permanente > dipolo induzido

Por exemplo, na tabela, vemos que os pontos de ebulição do butan-1-ol e do ácido etanoico são maiores que os das outras substâncias. Isso ocorre porque essas duas substâncias possuem ligações de hidrogênio, que são interações mais intensas que as demais.

 Além disso, o ponto de ebulição da propanona é maior que a do pentano, porque a interação da propanona é dipolo permanente, que é mais intensa do que a de dipolo induzido, que é a interação realizada pelo pentano.

Mas, por que o ponto de ebulição da propanona não é maior que o do hexano, visto que ele também realiza a interação dipolo induzido?

É aí que entra o segundo fator que interfere no ponto de ebulição de uma substância: a massa molar.

• Massas Molares:

Se a massa da molécula for grande, será necessário fornecer mais energia ao sistema para que a molécula consiga vencer a inércia e passar para o estado gasoso.

Por exemplo, o pentano e o hexano realizam a mesma interação, que é a de dipolo induzido, mas a massa molar do hexano é maior. Por isso, o ponto de ebulição do hexano é maior que o do pentano.

No caso do butan-1ol e do ácido etanoico, ambos realizam ligações de hidrogênio e o butan-1-ol possui massa molar maior. No entanto, o ponto de ebulição do ácido etanoico é maior, porque duas moléculas de ácido etanoico podem estabelecer entre si duas ligações de hidrogênio (por meio dos grupos O e OH), enquanto duas moléculas de butan-1-ol estabelecem apenas uma ligação de hidrogênio entre si (por meio do grupo OH).

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

O ponto de fusão e o ponto de ebulição representam a temperatura que uma substância muda de estado, em uma dada pressão.

No caso do ponto de fusão, a substância muda do estado sólido para o estado líquido. Já o ponto de ebulição refere-se a mudança do estado líquido para o estado gasoso.

Por exemplo, o gelo começa a se transformar em água na forma líquida, quando sua temperatura é igual a 0 ºC . Logo, o ponto de fusão da água é 0 ºC (sob pressão de 1 atmosfera).

Para passar de líquida para vapor, a água deve atingir a temperatura de 100 ºC. Assim, o ponto de ebulição da água é 100 ºC (sob pressão de 1 atmosfera).

Ponto de Fusão

Quando uma substância no estado sólido recebe calor, ocorre um aumento no grau de agitação de suas moléculas. Consequentemente sua temperatura também aumenta.

Ao atingir uma determinada temperatura (ponto de fusão), a agitação das moléculas é tal que rompe as ligações internas entre os átomos e moléculas.

Nesse ponto, a substância começa a mudar seu estado e passará para o estado líquido se continuar recebendo calor.

Durante a fusão sua temperatura se mantém constante, pois o calor recebido é usado unicamente para a mudança de estado.

O calor por unidade de massa necessário para mudar de fase é chamado de calor latente de fusão (Lf) e é uma característica da substância.

Tabela do ponto de fusão e calor latente

Na tabela abaixo indicamos a temperatura do ponto de fusão e o calor latente de algumas substâncias à pressão atmosférica.

Ponto de Ebulição

A ebulição é caracterizada pela passagem rápida do estado líquido para o gasoso, com a formação de vapores (bolhas) no interior do líquido.

Da mesma forma que ocorre na fusão, existe uma temperatura (ponto de ebulição) em que uma determinada substância passa do estado líquido para o estado gasoso.

Para que isso ocorra é necessário que a substância receba calor. Durante toda a mudança de fase, a temperatura permanece constante.

O calor latente de vaporização (Lv) é a quantidade de calor por unidade de massa, necessária para uma substância mudar de fase.

Tabela do ponto de ebulição e calor latente

Na tabela abaixo, indicamos a temperatura do ponto de ebulição e o calor latente de vaporização de algumas substâncias à pressão atmosférica.

Interferência da pressão

A temperatura do ponto de fusão e do ponto de ebulição depende da pressão exercida sobre a substância.

De uma maneira geral, as substâncias aumentam de volume quando sofrem fusão. Este fato faz com que quanto maior a pressão, maior deverá ser a temperatura para que a substância mude de fase.

A exceção ocorre com algumas substâncias, entre elas a água, que diminui seu volume quando sofrem fusão. Neste caso, uma maior pressão irá diminuir o ponto de fusão.

Uma diminuição na pressão faz com que o ponto de ebulição de uma determinada substância seja menor, ou seja, a substância irá ferver em uma menor temperatura.

Por exemplo, em lugares acima do nível do mar a água ferve com temperaturas menores que 100 ºC. Com isso, nesses lugares demora-se muito mais para cozinhar do que em lugares ao nível do mar.

Leia também:

• Mudanças de Estado Físico
• Escalas Termométricas
• Escalas Termométricas - Exercícios
• Estados Físicos da Água
• Diagrama de Fases
• Solidificação
• Condensação
• Propriedades Coligativas
• Propriedades Periódicas
• Evaporação

Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.

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