Ebulioscopia (continuação)

Diagrama de fases

Diagrama de fases é o nome do gráfico que contém simultaneamente as curvas da variação das temperaturas de ebulição, solidificação e de sublimação de determinada substância química em função da pressão de vapor.

Toda substância possui seu diagrama de fases, com seu ponto triplo (T) e suas curvas. 

Em um diagrama de fases podemos verificar que:

- no ponto triplo coexistem as três fases do equilíbrio;
- na curva de solidificação coexistem a fase sólida e a fase líquida;
- na curva de sublimação coexistem a fase sólida e a fase vapor;
- na curva de ebulição coexistem a fase líquida e a fase vapor.

fonte: profpc.com.br/propriedades_coligativas.htm

Ainda em relação ao diagrama de fases:

- toda região à esquerda das curvas de solidificação e de sublimação existe somente na fase sólida;
- toda região entre as curvas de solidificação e de ebulição existe somente na fase líquida;
- toda região à direita das curvas de ebulição e de sublimação existe somente na fase de vapor.

O diagrama de fases explica muitos fenômenos que acontecem no nosso cotidiano. A patinação no gelo é um exemplo. O deslizamento dos patins no gelo é facilitado porque, ao encostá-lo no gelo, ele exerce uma presão e o gelo derrete momentaneamente, ficando líquido. Quando acaba a pressão, volta a ser gelo.

O uso do gás carbônico (CO₂) para a conservação de sorvetes também é um exemplo da utilidade do diagrama de fases. À pressão de 1atm, ele passa diretamente de sólido para gasoso a 78°C abaixo de zero. Por isso é usado como gelo seco. Ele não se transorma em líquido, passa direto para a fase gasosa em temperatura ambiente.

Substâncias simples que sofrem fenômenos como a alotropia também possuem seu diagrama de fases. É o caso do carbono, que possui os alótropos com diferentes formas geométricas, o carbono grafite e o carbono diamante.

Hoje sabe-se que é possível trasformar grafite em diamante de acordo com estudos realizados sobre o diagrama de fases do carbono.

O grafite pode ser transformado em diamante catalisado por crômio a uma temperatura de 2000°C e pressão de 100mil atm (equivalente à pressão no subsolo a uma profundidade de 33Km). Este processo pode ser feito em laboratórios especializados (até mesmo no Brasil) e leva cerca de 5 minutos.

  
Carbono grafite e carbono diamante

Ponto de congelamento

Para que uma substância passe da fase líquida para a sólida, as suas moléculas precisam perder energia cinética (energia do movimento).

Então, deve haver a diminuição da temperatura. Lembre-se que a temperatura está ligada ao agitamento das moléculas.

Entre as substâncias com mesmo tipo de ligação intermolecular, o ponto de solidificação será mais baixo naquela que possuir menor massa molar. Isto porque quanto menor a massa molar da substância, maior é a mobilidade das suas moléculas (energia cinética).

Veja alguns pontos de solidificação:

Em moléculas de diferentes ligações intermoleculares, o ponto de solidificação será mais baixo nas substâncias que tiverem a ligação mais fraca.

Por isso, o ácido acético tem PS mais alto que as demais substâncias apresentadas. Possui ligações intermoleculares do tipo pontes de hidrogênio, que é a mais forte das ligações.