Mudanças de estado físico e densidade

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Química
Mudanças de estado físico e densidade 
ESTADOS FÍSICOS 
Estado Sólido
No estado sólido, as partículas que o formam estão bem próximas umas das outras, formando redes (conjunto de partículas que estão conectadas umas as outras) de longa extensão. Essas partículas possuem apenas movimento vibracional (oscilam entorno de um ponto de equilíbrio), o que confere a esse estado forma e volume definidos, bem como alta organização. 
No estado sólido, as partículas vibram com baixas velocidades, possuindo assim, baixa energia cinética. Como as forças de atração entre as partículas são altas, esse é o estado de menor energia interna. 
O estado líquido 
No estado líquido, as partículas estão um pouco mais afastadas do que no estado sólido, efetuando movimentos vibracionais, rotacionais e translacionais de curto alcance à velocidade e à energia cinética medianas. 
A presença de movimentos translacionais confere ao estado líquido forma variável. A grande proximidade entre as partículas torna um líquido praticamente incompressível, pois é necessária uma pressão muito elevada para produzir uma redução de volume muito pequena. 
O estado gasoso 
As partículas que formam o estado gasoso estão totalmente afastadas e apresentam grande movimentação (têm movimento vibracional, rotacional e translacional). 
As forças de atração entre suas partículas são baixas, conferindo a esse estado um alto grau de desordem, pois uma partícula se movimenta independentemente de suas vizinhas. 
O estado gasoso é bastante diferente dos demais, possuindo forma e volume variáveis; os gases tomam a forma e o volume do recipiente que os contém. Um sistema gasoso apresenta altas compressibilidade e dilatabilidade, porque suas partículas estão distantes e podem ser aproximadas ou afastadas com facilidade. 
MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO 
MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO 
Liquefação é o processo de transformação do gás para o líquido, enquanto a condensação é o processo de transformação do vapor para o líquido. 
 O iodo é um sólido de cor marrom avioletado que, ao ser aquecido, passa diretamente do estado sólido para o estado gasoso (sublimação). Porém, se recolhermos esse gás em uma superfície fria, o iodo retornará ao estado sólido, o que caracteriza a ressublimação ou a sublimação apenas (G → S). 
 A vaporização pode ser dividida em: 
• Evaporação: É um processo natural, lento e espontâneo, à temperatura ambiente. Nesse processo, a temperatura do líquido é inferior à sua temperatura de ebulição. 
• Ebulição: Processo rápido e, normalmente, não espontâneo para as substâncias na fase líquida, à temperatura e pressão ambientes. Ocorre em toda massa líquida, com a formação e desprendimento de bolhas. 
• Calefação: É o processo de ebulição realizado sob aquecimento excessivo. Nesse processo, a temperatura do líquido é superior à temperatura de ebulição. 
Temperaturas de mudança de estado 
A) Temperatura de fusão (T.F.) 
É a temperatura em que uma amostra passa do estado sólido para o estado líquido. 
Exemplo: Ao nível do mar, a água entra em fusão a 0 ºC. 
B) Temperatura de ebulição (T.E.) 
É a temperatura em que uma amostra faz a transição entre o estado líquido e o gasoso. 
Exemplo: Ao nível do mar, a água entra em ebulição a 100 ºC. 
CURVAS DE AQUECIMENTO 
CURVAS DE AQUECIMENTO 
Mistura azeotrópica 
Mistura eutética 
DIAGRAMAS DE FASES 
As curvas de aquecimento permitem prever o estado físico mais estável de um material em qualquer temperatura a uma dada pressão, geralmente 1 atm.
 Os diagramas de fases permitem conhecer a fase termodinamicamente mais estável de uma substância pura em qualquer condição de temperatura e de pressão. 
As curvas que separam as regiões correspondentes a essas fases são denominadas curvas de equilíbrio, e mostram os valores de pressão e de temperatura nos quais as duas fases coexistem em equilíbrio. 
Quando aquecemos um líquido, ocorrem dois processos: 
A) Aumento da vaporização do líquido, o que aumenta a quantidade de vapor acima de sua superfície. Isto corresponde a um aumento da densidade da fase gasosa. 
B) Dilatação do líquido, o que aumenta o volume do líquido, diminuindo a sua densidade.
DIAGRAMAS DE FASES 
Pressão de vapor
Em qualquer temperatura, as moléculas de qualquer líquido estão sempre em movimento. Algumas com velocidade (diferentes) maiores que as outras e por isso conseguem escapar do liquído, passando para a atmosfera. É o que acontece, por exemplo, com a roupa secando no varal ou uma poça d´água que vai desaparecendo. 
A velocidade de evaporação do líquido é igual à velocidade de condensação de seus vapores. Dizemos, então que há um equilíbrio dinâmico entre o líquido e seus vapores. Os vapores do líquido chegaram ao estado de vapores saturados e que foi alcançada a pressão máxima de vapor do líquido.
Pressão máxima de vapor (Pv) é a pressão exercida por seus vapores quando estes estão em equilíbrio dinâmico com o líquido. Pode-se dizer também que é a pressão exercida pelas moléculas do solvente líquido contra a a sua superfície para passar para o estado de vapor.
Quanto maior a Pv mais volátil é o líquido. Ou seja, quanto mais pressão o líquido faz contra a sua superfície, mais este líquido passará para o estado de vapor, evapora mais rápido. 
Alguns fatores influenciam na pressão de vapor, como:
- temperatura
- natureza do líquido
Ponto de orvalho 
Ponto de orvalho designa a temperatura à qual o vapor de água presente no ar ambiente passa ao estado líquido na forma de pequenas gotas por via da condensação, o chamado orvalho . Em outras palavras, é a temperatura à qual o vapor d'água que está em suspensão no ar condensaria (viraria "orvalho") sob a mesma pressão.
DENSIDADE 
DENSIDADE 
É o quociente entre a massa de um corpo e o volume por ele ocupado. 
Em geral, sistemas diferentes que ocupam o mesmo volume apresentam massas diferentes. Por exemplo, um certo volume de chumbo possui maior massa que o mesmo volume de madeira. Dizemos, então, que o chumbo é mais denso que a madeira. 
Quando medimos a densidade de uma mistura, verificamos que a mesma varia em função de sua constituição. A densidade de uma substância pura é sempre constante, a uma dada temperatura. 
DENSIDADE 
O gráfico a seguir representa a variação da densidade da água e do tetraclorometano com a temperatura. Note que o gelo é menos compacto que a água no seu ponto de congelamento, e que a água tem sua densidade máxima a 4 ºC. 
COMO DIFERENCIAR UMA SUBSTÂNCIA PURA DE UMA MISTURA? 
Substância pura é todo material que se caracteriza por apresentar 
• composição fixa; 
• propriedades constantes, tais como, densidade, temperatura de fusão, temperatura de ebulição, etc.
Exemplo: Água (pura). 
Exercícios
Exercícios