Estados Físicos da Matéria

Química

Prof Carlos Priante

AULA 10

Estados físicos de uma substancia é definido pelo grau de agregação de suas moléculas.

Sólido

Líquido

Gasoso

Os principais são:

Imagem: Almirante Harley D. Nygren / domínio público.

Imagem: kkic / GNU Free Documentation License.

Imag

em

: Kevin

Saff

/ C

reati

ve

Com

mon

s A

ttri

bu

tion

-Sh

are

Alik

e

2.0

Gen

eri

c.

O 4°...

•Não é tão comum aqui na Terra, mas que por incrível que pareça, acredita-se que 99% de tudo que existe no universo esteja nesse quarto estado, chamado de plasma

•Para se formar o plasma, é necessário que a matéria no estado gasoso seja aquecida a temperaturas elevadíssimas, como ocorre, por exemplo, no núcleo das estrelas, como o do nosso Sol,

•O plasma é formado por um conjunto quente e denso de átomos livres, elétrons e íons, em uma distribuição quase neutra (números de partículas positivas e negativas é praticamente igual), que possuem comportamento coletivo.

Sólido Neste estado os átomos estão em um estado de agitação baixo,

podendo ser concentrados mais átomos em um mesmo espaço físico.

A força de coesão supera a força de repulsão, porém um aumento de temperatura ou diminuição da pressão pode aumentar a força de repulsão.

Possui forma e volume fixos.

Líquido Ocorre quando as moléculas já estão um pouco mais dispersas

em relação à mesma matéria no estado sólido.

A força de coesão se iguala a força de repulsão, porém um aumento de temperatura ou diminuição da pressão pode aumentar a força de repulsão.

Substâncias no estado líquido têm volume fixo, porém a sua forma pode variar.

Vapor Acontece quando as partículas que formam a matéria estão

bastante afastadas, dispersas no espaço.

A força de repulsão supera a força de coesão, rompendo a ligação entre as moléculas.

Por isso, elas podem ter a forma e o volume variáveis.

Mudanças de Estado Físico

A influência de fatores externos como Pressão e Temperatura fazem a matéria se apresentar ora

em um, ora em outro estado físico.

Ponto de Fusão/Solidificação

• Ponto de Fusão (PF) é a temperatura em que uma substância muda do estado sólido para o estado líquido.

• Ponto de Solidificação (PS) corresponde ao processo inverso, embora as temperaturas sejam equivalentes o líquido passa para o estado sólido.

Substância Ponto de Fusão(°C)

água 0

álcool -114

alumínio 659

cloreto de sódio 800

cobre 1 083

chumbo 327

enxofre 119

Ponto de Ebulição/Liquefação

• Ponto de Ebulição (PE) a temperatura em que uma substância muda do estado líquido para o estado gasoso.

• Ponto de Liquefação (PL) ou de Condensação (PC) corresponde ao processo inverso, embora as temperaturas sejam equivalentes, o vapor irá passar para o estado líquido.

Substância Ponto de ebulição (°C)

água 100

álcool 78

cobre 2 595

chumbo 1 744

enxofre 445

ferro 3 000

O Diagrama de Fases

Mapa de Pressões e Temperaturas que indica os Estados Físicos em que uma substância pura

pode se apresentar e suas possíveis mudanças de Estado Físico.

O Diagrama de Fases é composto por três curvas que delimitam tais Estados Físicos.

Pre

ssão

Temperatura0

pT

pC

Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima

SólidoLíquido

Vapor

Gás

1

Pc

PT 2

3

TT TC

Pontos do Diagrama

PT: PONTO TRIPLO: Indica os valores de pressão e temperatura

nos quais a substância coexiste nos TRÊS ESTADOS FÍSICOS

(Sólido, Líquido e Vapor). É o ponto em que as três curvas se

interceptam.

Pre

ssão

Temperatura0

pT

Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima

Sólido Líquido

Vapor

Gás

TT

PT

Pc: PONTO CRÍTICO: Indica o limite que determina se a

substância é um vapor ou um GÁS. Ele mostra a temperatura crítica

a partir da qual a substância passa a ser um GÁS.Pre

ssão

Temperatura0

pC

Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima

SólidoLíquido

Vapor

Gás

TC

PC

Curvas do Diagrama

CURVA 1

CURVA DE FUSÃO - SOLIDIFICAÇÃO: fronteira entre os

estados SÓLIDO-LÍQUIDO. Ou seja, sobre essa curva (com os

respectivos valores de temperatura e pressão) a substância coexiste

naqueles Estados Físicos sofrendo FUSÃO ou SOLIDIFICAÇÃO.

Pre

ssão

Temperatura0

pT

pC

Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima

Sólido Líquido

Vapor

Gás

1

Pc

PT 2

3

TT TC

CURVA 2

CURVA DE VAPORIZAÇÃO - CONDENSAÇÃO: fronteira

entre os estados LÍQUIDO-VAPOR. Ou seja, sobre essa curva a

substância coexiste naqueles Estados Físicos, sofrendo

VAPORIZAÇÃO ou CONDENSAÇÃO.Pre

ssão

Temperatura0

pT

pC

Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima

Sólido Líquido

Vapor

Gás

1

Pc

PT 2

3

TT TC

CURVA 3

CURVA DE SUBLIMAÇÃO - RESSUBLIMAÇÃO: Fronteira

entre os estados VAPOR-SÓLIDO. Ou seja, sobre essa curva, a

substância coexiste naqueles Estados Físicos, sofrendo Sublimação

ou Ressublimação (Sublimação Reversa).Pre

ssão

Temperatura0

pT

pC

Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima

Sólido Líquido

Vapor

Gás

1

Pc

PT 2

3

TT TC

Ex.: O gelo seco virando “fumaça” ou o CO2 sendo transformado em gelo seco.

ÁGUA PURA

Temperatura (°C) a 1 atm

Tempo

Sólido

Sólido

+

Líquido

Líquido

+

Vapor Vapor

PF = 0°C

PE = 100°C

Líquido

– 10°C

Diagrama de Mudança de Estado Físico

ÁGUA + AÇÚCAR

Temperatura (°C) a 1 atm

Tempo

Sólido

Sólido

+

Líquido

Líquido

+

Vapor

∆TE

– 15°C

∆TF

Vapor

Líquido

Temperatura (°C) a 1 atm

Tempo

Sólido

+

Líquido

Líquido

+

Vapor

MISTURAS EUTÉTICAS

∆TE

– 15°C

TF

Sólido

Vapor

Líquido

Misturas Eutéticas são misturas que mantêm

sua temperatura constante durante a fusão/solidificação.

Temperatura (°C) a 1 atm

Tempo

Sólido

e

Líquido

Líquido

+

GasosoTE

– 15°C

∆TF

Sólido

Vapor

LíquidoMisturas Azeotrópicas são misturas que mantêm sua

temperatura constante durante a

vaporização/condensação.

MISTURAS AZEOTRÓPICAS

Curva de Aquecimento e Resfriamento

Influência de Fatores Externos

Calor

• CALOR SENSÍVEL: provoca apenas variação na temperatura do corpo, sem que aconteça mudança no seu estado de agregação, ou seja, se o corpo é sólido continua sólido e o mesmo acontece com os estados líquidos e gasosos. 

• CALOR LATENTE: é a grandeza física que informa a quantidade de energia térmica (calor) que uma unidade de massa de uma substância deve perder ou receber para que ela mude de estado físico, ou seja, passe do sólido para o líquido, do líquido para o gasoso e assim por diante. 

MASSA

QUANTIDAE DE CALOR

Temperatura T Temperatura 3T

Pressão

Pressão e Temperatura são grandezas diretamente proporcionais, assim, quanto MAIOR A PRESSÃO, MAIOR A TEMPERATURA DE

EBULIÇÃO.

Altitude

Quanto MAIOR a ALTITUDE, MENOR a TEMPERATURA DE EBULIÇÃO e vice-versa, visto que Pressão e Temperatura são

grandezas diretamente proporcionais. Por esse motivo, a água ferve a uma temperatura mais baixa nas montanhas do que ao nível do mar!

La Paz: 87 ºC 3600 m

Quito: 90 ºC 2850 m

Brasília: 96 ºC 1100 m

São Paulo: 98 ºC 750 m

Santos: 100 ºCNível do mar 0 m

Alt

itud

e

Curiosidades

Qual a diferença entre VAPOR e GÁS?

VAPOR: Estado Físico que é capaz de estar em equilíbrio com o Estado Líquido ou Sólido, ou

transformar-se nesses estados a partir da variação da Pressão ou Temperatura.

Ex.: Quando colocamos água para ferver numa chaleira, obtemos água

no estado de vapor.

GÁS: Estado Físico que não pode ser alterado apenas pela da variação da Temperatura. Para que haja

mudanças no Estado Físico de um gás, é necessário que se varie a sua Pressão.

Ex.: O gás de cozinha (GLP – Gás Liquefeito de Petróleo). Dentro do botijão, ele se encontra no estado líquido por estar a altas pressões.

E AGORA ?

•Em uma panela de pressão, a pressão interna é bem maior que a externa, fazendo a temperatura de ebulição da água aumentar, passando a ser algo em torno de 120ºC em vez de 100°C em uma panela aberta.

•Cozinhando o alimento em uma maior temperatura e portanto mais rapidamente.

A panela de Pressão

DÚVIDAS ????