Resumo de Química - Vaporização

Vaporização é a passagem do estado líquido para o estado gasoso. As moléculas do líquido nesse processo são afastadas de seus aglomerados, e isso demanda energia. É chamado de calor de transformação a quantidade de energia por unidade de massa necessária para que a mudança aconteça.

Diferente das etapas dos outros estados, o vapor não tem volume constante. Ele assume a forma do recipiente e as alterações de temperatura geram grandes variações de seu volume e pressão.

Uma substância pode passar pelo método da vaporização por três formas distintas: evaporação, ebulição e calefação.

Evaporação

A evaporação é um caso particular de vaporização, no qual a transformação de estado realiza-se de forma lenta e progressiva, pois recebe uma pequena quantidade de calor.

As moléculas internas de um líquido apresentam velocidades que oscilam. Alguns corpúsculos possuem valores de energia cinética – quando as moléculas passam a ter maior quantidade de calor do que nos estados líquido e sólido – maiores do que outras.

Algumas condições interferem na velocidade entre as moléculas para que aconteça a evaporação de líquidos, são eles:

  • Temperatura: como a mudança se dá de forma endotérmica (absorve calor), quando mais aquecido estiver o líquido, mais rápido ele irá evaporar, ainda que não atinja seu ponto de ebulição.
  • Pressão: quanto menor for a pressão, mais rápida será a evaporação, uma vez que ela inibe a saída das moléculas.
  • Forças intermoleculares: quando as forças entre as moléculas dentro do líquido são muito intensas existirá maior conexão entre suas partículas, logo, será mais difícil evaporá-lo.
  • A concentração da substância evaporante no ar: quanto maior for a quantidade da substância que está evaporando no ar mais devagar será a evaporação.
  • A concentração de outras substâncias no ar: a evaporação poderá não ser favorável se houver uma grande quantidade de outras substâncias diferentes no ar, uma vez que ele estará muito saturado.
  • Superfície de contato: quanto maior a superfície de contato, de forma mais rápida o líquido vai evaporar, visto que existirá uma quantidade maior de partículas que poderão escapar na superfície por unidade de volume.
  • Vazão de ar: se existir ar fresco passando pela substância, o ar estará menos saturado em contato com o líquido, ajudando a evaporação. As partículas em movimento do ar podem oferecer energia para as moléculas do líquido, e mais enérgicas, podem fugir da superfície. 

Ebulição

Ebulição é outra forma de vaporização que acontece de maneira rápida, uma vez que a substância esteja recebendo uma alta quantidade de calor. É a mudança do estado líquido para o estado gasoso. Um exemplo comum de ebulição é colocar a água na panela e aquecê-la no fogão.

É preciso que a substância atinja um determinado valor de temperatura para que ocorra a mudança de fase. A esse fenômeno dá-se o nome de ponto de ebulição.

A temperatura durante esse processo permanece constante quando se trata de substâncias puras. Já a ebulição de misturas ocorrerá dentro de uma faixa de temperaturas específicas.

Um líquido entra em ebulição apenas quando a sua pressão de vapor for igual à pressão exercida em sua superfície. Se estiver na cidade de Salvador, por exemplo – que está a nível do mar, e aquecer a água pura em uma panela aberta, ela entrará em ebulição a 100 ºC. Contudo, em uma cidade cuja altitude é maior como Curitiba, a pressão atmosférica será menor e, consequentemente, o ponto de ebulição será menor também.

Ficou com alguma dúvida? 

Calefação

A calefação, ou Efeito de Leidenfrost, é outro tipo de vaporização que acontece quando um líquido entra em contato com uma superfície que apresenta temperatura maior que sua temperatura de ebulição, possibilitando a rápida mudança de estado físico do líquido para o estado gasoso.

Um simples exemplo de calefação encontrado: ao colocar uma panela para esquentar no fogo e, após muito tempo, estando bem aquecida, adicionar certa quantidade de água (em temperatura ambiente), ela vira vapor rapidamente, numa passagem agitada, visto que a panela estava em uma temperatura superior à temperatura de ebulição da água pura (100 ºC, se o experimento é feito sob pressão de 1 atm).

O líquido no processo de calefação desempenha movimentos rápidos e desordenados. Este fenômeno se dá por conta da primeira lei da calefação, na qual afirma não ocorrer o contato entre o líquido e a superfície que é esquentada durante a mudança de fase.

A segunda lei esclarece que a temperatura do líquido que está sofrendo a calefação será sempre inferior à sua temperatura de ebulição, uma vez que a mudança se dá de forma rápida, sem o tempo suficiente para o líquido esquentar. Dessa forma, o líquido em calefação pode conservar uma temperatura inferior à de seu ponto de ebulição normal.

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