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Gráficos de mudanças de estado físico

O gráfico de mudanças de estado físico das substâncias apresenta dois patamares, e o gráfico das misturas não apresenta nenhum.

Representação da curva de aquecimento da água
Representação da curva de aquecimento da água
Crédito da Imagem: Shutterstock
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Veremos neste texto como é construído um gráfico de mudança de estado físico para qualquer substância pura, como interpretar esse tipo de diagrama e como o gráfico das misturas é representado.

Para tal, vamos considerar o exemplo da água. Imagine que pegamos um copo com gelo em uma temperatura de – 10 ºC e iniciamos um processo de aquecimento, sob pressão de 1 atm. À medida que a temperatura for aumentando, passando de -10 ºC para -9 ºC, para – 8ºC e assim sucessivamente, o gelo permanecerá no estado sólido até atingir a temperatura de 0 ºC.

Nesse ponto, ele começa a passar para o estado líquido, ou seja, começa a ocorrer a fusão. A temperatura não continuará aumentando como antes, mas permanecerá constante em 0ºC até que todo o gelo tenha derretido:

Gráfico da fusão do gelo

Depois da fusão de todo o sólido, a temperatura do sistema continuará a aumentar até atingir a temperatura de 100ºC. Nessa temperatura, a água que estava no estado líquido começará a passar para o estado de vapor, ou seja, ela entrará em ebulição.

Assim como aconteceu no ponto de fusão, no ponto de ebulição, a temperatura também permanecerá constante até que todo o líquido vire vapor. Depois disso, se continuarmos aquecendo o sistema, a temperatura continuará a subir:

Gráfico de mudança de estado físico da água completo

Pronto! Esse é o gráfico ou diagrama que representa a mudança de estado físico da água ou a sua curva de aquecimento. Se fosse o processo inverso, teríamos a seguinte curva de resfriamento da água:

Gráfico da curva de resfriamento da água

Um aspecto muito importante nesses gráficos é que eles são formados dois patamares, ou seja, há dois pontos em que a temperatura permanece constante por um tempo. Isso ocorre sempre na mudança de estado de uma substância pura. A única diferença são os valores dos pontos de fusão e de ebulição.

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O oxigênio, por exemplo, ao contrário da água, não é líquido, mas gasoso em temperatura ambiente (cerca de 20ºC). Isso acontece porque seu ponto de fusão ao nível do mar é igual a -223,0 ºC e seu ponto de ebulição é de -183,0 ºC. Veja o seu gráfico de mudança de estado físico:

Gráfico de mudanças de estados físicos do oxigênio

Gráficos de misturas comuns

Se estivermos aquecendo ou resfriando uma mistura, o ponto de fusão e o ponto de ebulição não terão valores determinados e constantes, ou seja, não se formarão os dois patamares observados nos gráficos acima.

As mudanças de estados físicos ocorrerão em faixas de temperatura, e não em um valor fixo. O ponto de fusão, por exemplo, começará em uma dada temperatura e terminará em outra, e o mesmo ocorrerá com o ponto de ebulição, como mostrado no gráfico a seguir:

Gráfico de mudança de estado físico de misturas

Duas exceções são as misturas eutética e azeotrópicas. Veja o que acontece com elas:

a) Mistura eutética

A mistura eutética comporta-se como se fosse uma substância pura durante a fusão, ou seja, nesse ponto, a temperatura mantém-se constante do início ao fim da mudança de estado de agregação.

b) Mistura azeotrópica

A mistura azeotrópica comporta-se como uma substância pura durante a ebulição, ou seja, nesse ponto, a temperatura mantém-se constante do início ao fim da mudança de estado de agregação.


Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

Escritor do artigo
Escrito por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça Escritor oficial Brasil Escola

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Gráficos de mudanças de estado físico"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/graficos-mudanca-estado-fisico.htm. Acesso em 21 de novembro de 2024.

De estudante para estudante


Videoaulas


Lista de exercícios


Exercício 1

O gráfico abaixo representa a variação de temperatura observada no aquecimento de uma determinada substância:

Diagrama de mudança de estado de agregação de determinada substância

Relacione as colunas com informações a respeito do gráfico em questão:

Coluna 1:

  1. Faixa de temperatura em que a substância permanece sólida;
  2. Faixa de temperatura em que a substância permanece totalmente líquida;
  3. Temperatura de ebulição;
  4. Temperatura de fusão;
  5. Tempo que a fusão demora;
  6. Tempo em que a substância permanece líquida.

Coluna 2:

( ) 10 minutos.

( ) 20 ºC.

( ) Entre 10 a 20 ºC.

( ) 20 minutos.

( ) Entre 20 a 40 ºC.

( ) 40ºC.

Exercício 2

O gráfico a seguir representa a curva de resfriamento da água pura à pressão constante de 1 atm.

Gráfico de mudança de estado de agregação com curva de resfriamento

Julgue se são verdadeiras ou falsas as afirmações a seguir:

  1. O fenômeno que ocorre na região B da curva é a solidificação e há duas fases em equilíbrio.
  2. Na região C da curva, há somente a fase sólida.
  3. Nas regiões B e D da curva, a temperatura permanece constante.
  4. Na região D da curva, coexistem as fases sólida e líquida.