Qual a medida de temperatura que a água passa do estado líquido para o gasoso?

Introdução:

O Ponto de Ebulição (PE) de uma substância é a temperatura em que ela passa do estado líquido para o gasoso. Ocorre, por exemplo, quando fervemos a água.

Podemos observar que a água não passa toda ao mesmo tempo para o estado de vapor. Primeiro há a formação de bolhas no fundo do recipiente, porque o vapor dentro da bolha tem sua pressão menor que a pressão atmosférica. Somente com um maior ganho de energia cinética, ou seja, aquecendo mais a água, é que o vapor ficará com a pressão igual à atmosférica e, por fim, subirá para a superfície, entrando em ebulição.

Toda substância pura, ou seja, que é constituída apenas de uma substância, apresenta o PE fixo. O da água é de 100°C ao nível do mar. Assim, se estiver ao nível do mar, a temperatura da água não ultrapassará os 100°C na forma líquida, mas permanecerá constante até que todo o líquido vire vapor.

Para demonstrar como isso é verdade, a experiência a seguir pode ser bastante útil. Observe como é feita.

Objetivos:

Demonstrar como a temperatura de ebulição da água se mantém constante enquanto ela se mantém no estado líquido.

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Materiais:

• 1 copo feito de papel (pode ser confeccionado manualmente ou pode-se usar uma forma de papel para empadas e bolos, conforme a ilustração);

• Água;
• Vela (se esse experimento for realizado em laboratório, pode-se usar uma lamparina ou o bico de Bunsen);
• Fósforos;
• Fio de cobre rígido (pode-se usar um tripé, se estiver disponível).

Procedimento:

1. Se não tiver um tripé, faça um suporte parecido para colocar o copo de papel, usando o fio de cobre rígido;
2. Coloque água no copo, cerca de 1/3 do seu volume;
3. Coloque-o no suporte e acenda a vela embaixo dele.
4. Observe se o copo de papel queima ou não. Além disso, peça para os alunos observarem o aumento da temperatura da água.

Resultados e Discussão:

O copo de papel não queima, pois para tal a temperatura deve atingir cerca de 230 °C. Conforme dito na introdução, a água entra em ebulição em 100°C, assim, todo o calor fornecido pela chama é usado para romper as interações das moléculas de água e fornecer energia cinética para que a água entre em ebulição; e não para aumentar a temperatura. A temperatura fica fixa em 100°C até que toda a água passe para o estado de vapor. Assim, o papel não queimará.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química
Equipe Brasil Escola

O Ponto de Ebulição (PE) de uma substância é a temperatura em que ela passa do estado líquido para o gasoso (ou estado de vapor).

É importante ressaltar que ebulição é diferente de evaporação, pois apesar de ambas serem a passagem do líquido para o gasoso, estes processos se dão de forma diferente. A evaporação ocorre de forma lenta e somente na superfície da substância. Exemplos de evaporação são: a roupa secando no varal e a evaporação de um rio.

Já a ebulição é quando há um aumento da temperatura e as moléculas passam para o estado gasoso de forma tumultuada e em toda a sua extensão. Exemplo: quando se ferve a água em uma panela.

Cada substância tem um valor para o seu PE; o da água é de 100°C ao nível do mar.  Se mudarmos a pressão , não sendo ao nível do mar, este valor muda, ou seja, se aumentarmos a pressão, o PE também aumentará e vice-versa.

Vale lembrar também que o valor do PE é igual ao do ponto de condensação ou liquefação. O que determinará se está ocorrendo uma ebulição ou uma condensação será a situação, ou seja, se está aquecendo ou resfriando o sistema.

O Ponto de Fusão (PF) é a temperatura em que certa substância passa do estado sólido para o líquido. Seu valor também é igual ao ponto de solidificação, pois é o caminho inverso, ou seja, a passagem do líquido para o sólido.

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No caso da água, ao nível do mar, seu PF é de 0°C. Alguns exemplos de PF e PE estão listados abaixo:

O PE e o PF são considerados propriedades periódicas, isto é, seus valores crescem ou decrescem na medida em que o número atômico dos elementos químicos aumenta e que não se repete em períodos determinados ou regulares.

Assim, na Tabela Periódica, a variação dos PF e PE pode ser representada conforme a figura abaixo:

Por possuir o maior PF (3422°C) entre os metais, o tungstênio (W) é utilizado em filamentos de lâmpadas incandescentes. Uma anomalia, que não segue esta representação periódica feita acima, é o carbono. Ele possui PF= 3550°C e PE= 4287°C; isto ocorre porque este elemento tem a propriedade de originar estruturas formadas por um grande número de átomos.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química.

Videoaula relacionada:

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