O que é ponto de fusão

Você, provavelmente, já deve ter observado que quando colocamos gelo fora do congelador e ele começa a derreter. Certo? Pois bem, à esse processo damos o nome de ponto de fusão. Ou seja, é o processo de transição da temperatura do estado sólido para o líquido. Nesse sentido, o processo é completo quando a água atinge 0º.

Por outro lado, quando colocamos água para ferver e, logo após, uma fumaça começa a surgir, damos o nome de processo de ebulição. Ou seja, é a transição do estado líquido para o estado sólido da substância. Dessa maneira, em relação à água, o processo de ebulição ocorre quando é atingido a temperatura de 100º.

Entretanto, é importante lembrar que esses valores equivalem à substâncias puras. Assim, o processo de fusão ou ebulição ocorre quando é aplicada pressão sobre as substâncias puras, caracterizado por ser um valor constante.

Ponto de fusão e ebulição

Para que o cálculo da substância seja feito e, logo após, constate a pureza da matéria, é necessário aplicar uma das técnicas. Sendo assim, o valor não pode ser superior a 1ºC no momento da fusão. Caso isso ocorra, significa que a substância não é pura.

Por outro lado, o ponto de ebulição não leva em consideração o fato da pureza das substâncias. Porém, isso não elimina a ocorrência da variação de temperatura. Como também ocorre no ponto de fusão, aqui, caso haja variação de temperatura que supere 1ºC, a substância é classificada como mistura.

Ponto de fusão

Como o ponto de fusão e ebulição ocorrem com elementos periódicos, quando há o aumento do número de átomos, ocorre também o aumento das temperaturas. Assim, é possível observar o fato quando o processo de fusão está ocorrendo.

Em síntese, a fusão de uma substância ocorre quando esta está recebendo calor. Após o calor aplicado sobre a substância, moléculas começam a se agitar e a temperatura aumenta. Isso ocorre, por exemplo, quando colocamos gelo fora do congelador. Ou seja, o calor externo é aplicado na substância, o gelo, que logo começa a derreter.

O processo se explica pelo fato da agitação das moléculas romperam as ligações existentes entre os átomos. Assim, é possível que ocorra a transformação do estado sólido (gelo) para o líquido (água).

Para ilustrar o valor constante sobre as substâncias, confira alguns valores de pontos de fusão:

• Mercúrio -38,83 °C
• Bromo – 1,21 °C
• Etanol – 114,3 °C
• Acetona – 95 °C
• Nitrogênio – 209,9 ºC
• Criptônio – 157,38 °C
• Hélio – 272,2 °C
• Chumbo-  327,46 ° C
• Urânio – 1132,2 °C
• Zircônio – 1855 °C

Ponto de Ebulição

A ponto de ebulição é facilmente observado quando colocamos água para ferver. Isso porque, quando aquelas bolhinhas começam a subir significa que a água atingiu a temperatura de 100ºC e começou a evaporar.

Dessa forma, a substância só passa de um estado para o outro quando há a presença de calor aplicado sobre as moléculas. Vale lembrar que durante o processo, a temperatura aplicada sobre a substância é constante.

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Entende-se por ponto de fusão a temperatura em que uma substância passa do estado sólido passa o estado líquido, e por ponto de ebulição a temperatura em que uma substância líquida passa para o estado gasoso, à determinada pressão. Por exemplo, a água pura passa do estado sólido para o estado líquido, sob pressão de 1 atm, à temperatura de 0 ºC. Diz-se assim que o Ponto de Fusão da água pura é 0 ºC. Já essa água pura passa do estado líquido para o estado gasoso, sob a mesma pressão, à temperatura de 100 ºC. Diz-se assim que o Ponto de Ebulição da água pura é 100 ºC.

O ponto de fusão de uma substância, a uma determinada pressão, é um valor constante, fator característico de uma substância pura, e por isso a sua determinação constitui um dos métodos pelo qual pode-se calcular o grau de pureza desta substância. Com isto, se ao determinamos o ponto de fusão de uma substância que pensamos ser pura e durante a sua fusão existirem variações de temperatura superiores a 1oC, essa substância não pode ser considerada uma substância pura.

Já o ponto de ebulição não tem a mesma importância para a caracterização ou como critério de pureza de uma substância, mas tal como no ponto de fusão quando se determina o ponto de ebulição de uma substância pura não é admissível que surjam variações na temperatura superiores a 1oC, caso ocorra, teremos então uma mistura.

Como pode-se observar na Figura 1, as temperaturas nas quais os elementos entram em fusão são, também, funções periódicas de seus números atômicos, ou seja, variam periodicamente a medida em que este número atômico aumenta.

Figura 1 1. Pontos de fusão dos elementos (1)

Percebe-se nas famílias da tabela periódica um aumento nos pontos de fusão e ebulição de cima para baixo, exceto nas famílias 1A e 2A, que é de baixo para cima. Nos períodos, esse aumento se dá das laterais para o centro, o que pode ser visto na Figura 2.

Figura 2. Variação dos pontos de fusão ebulição nas famílias e períodos na tabela periódica.

Pode-se notar na Figura 2 um destaque dado aos elementos tungstênio(W) e carbono(C). Isto se deve ao fato de “o elemento metálico de maior ponto de fusão ser o tungstênio, cujo valor é 3.410 ºC. O carbono, pela sua posição, deveria ter ponto de fusão baixo, entretanto, a variedade grafite, que é uma estrutura com átomos encadeados e fortemente ligados, apresenta ponto de fusão bastante alto, de 3.727 ºC”2.

Referências:
1. RUSSELL, John B.; Química Geral vol.1, São Paulo: Pearson Education do Brasil, Makron Books, 1994.
2. SARDELLA, Antônio; MATEUS, Edegar; Curso de Química: química geral, Ed. Ática, São Paulo/SP – 1995.

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/fisico-quimica/pontos-de-fusao-e-ebulicao/

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