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
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- 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.
O conceito de substância pura na química é bastante relevante e, por isso, o apresentaremos em detalhes neste artigo. Entenda qual é a definição e as propriedades desse tipo de substância. Vamos começar?
O que é substância pura?
Na química, substância pura é qualquer uma constituída por somente um tipo de molécula, cuja composição química é homogênea e invariável. As propriedades físicas e químicas dessa substância são constantes.
É possível que a substância pura exista em mais de uma fase, no entanto, nesses casos as fases terão a mesma composição. Abaixo listamos as principais características que elas possuem:
– Moléculas e conjuntos iônicos (unidades estruturais) iguais, quimicamente, entre si.
– Possui composição fixa da qual surgem suas propriedades fixas, como: ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade, entre outros.
– Substâncias puras mantêm inalterada a sua temperatura, do começo ao fim de todas as mudanças de estado físico (ebulição, fusão, solidificação entre outras).
A água é um excelente exemplo, pois a temperatura em que o gelo derrete é sempre 0°C. Quando chega à temperatura de 100°C, ela muda novamente de estado físico, deixando a forma líquida para se tornar vapor (ebulição), outro processo que acontece sem a mudança de temperatura.
Tipos de substâncias puras
Basicamente as substâncias puras podem ser divididas em duas categorias: simples e compostas. A seguir iremos explicar cada uma dessas categorias com mais detalhes.
Substância pura simples
A substância pura simples é aquela formada por somente um tipo de elemento. Alguns exemplos de substâncias puras simples são: N2 (gás nitrogênio); O2 (gás oxigênio) e H2 (gás hidrogênio).
Substância pura composta
As substâncias puras classificadas como compostas são formadas por mais de um tipo de elemento, alguns exemplos são: NaCl (cloreto de sódio), H2O (água) e CO2 (dióxido de carbono).
Em resumo…
Para identificar uma substância pura é necessário observar se são constituídas por apenas um tipo de constituinte e se tem pontos de fusão e ebulição constantes em determinadas condições de pressão. Também devem ter densidade definida em determinadas condições de temperatura e pressão.
Viu, como é simples identificar uma substância pura?
O que são misturas?
Ao falar a respeito de substância pura, é importante mencionar o conceito de mistura. A mistura consiste na junção de duas ou mais substâncias — que podem ser simples ou compostas — sem que haja transformação química desses compostos.
As misturas têm propriedades físicas, como densidade e temperatura de fusão e ebulição, diferentes das propriedades das substâncias puras que participam desse sistema.
O aspecto físico das misturas é um dos elementos de maior diferenciação, assim como as temperaturas de fusão e ebulição (podem ser fixas ou variar). No tocante ao aspecto visual, podem ser classificadas de acordo com as fases que apresentam. As misturas podem ser homogêneas ou heterogêneas.
Mistura homogênea
Caracteriza-se por se apresentar somente em uma fase, os componentes não podem ser distinguidos entre si. Um exemplo de mistura homogênea é um copo de água em que foi adicionado sal. Como o sal é dissolvido, não conseguimos identificar visualmente os dois elementos em separado.
Mistura heterogênea
Esse tipo de mistura se caracteriza por ter mais de uma fase, ou seja, conseguimos enxergar a olho nu os elementos que compõem a mistura. Um exemplo é um copo de água a que foi adicionado areia e óleo. Nesse caso, teremos uma mistura de três fases e veremos cada uma das camadas de elementos claramente.
Uma curiosidade interessante é que o leite e o sangue podem ser confundidos com misturas homogêneas, pois temos a impressão de que são formados por somente uma fase. Contudo, quando analisamos mais detalhadamente, é possível enxergar as suas diferentes fases.
Atenção: não confunda misturas com substâncias puras!
Devemos nos atentar para situações em que estamos diante de uma mistura que, visualmente, parece uma substância simples, mas não é. Um bom exemplo é o sangue, que aparentemente é uma substância simples, no entanto, é uma mistura por conter componentes variados, como água, plasma, hemácias, entre outros.
Outro ótimo exemplo é a água do mar ,que consiste em uma mistura de água e sais dissolvidos. Também podemos citar a madeira, o leite, a maionese, entre vários outros. Tenha atenção para não se confundir.
Ar: exemplo de mistura
Falando em mistura, é interessante mencionar que o ar que respiramos é um ótimo exemplo de mistura que parece ser uma substância simples. Ele é formado por 78% de gás nitrogênio (N2); 21% de gás argônio (Ar) e 0,03% de gás carbônico (CO2).
O restante da composição do ar é constituído de partículas sólidas dissipadas e impurezas. A química nos faz revelações bastante curiosas e interessantes sobre o mundo à nossa volta, não é mesmo?
Agora você já sabe o que significa substância pura e como identificá-la! Navegue pelo blog do Hexag Medicina para conferir mais conteúdos de química e dicas para o Enem e o vestibular!