Estados Físicos da
Matéria
Química
Prof Carlos Priante
AULA 10
Estados físicos de uma substancia é definido pelo grau
de agregação de suas moléculas.
Sólido
Líquido
Gasoso
Os principais são:
Imagem: Almirante Harley D. Nygren / domínio
público.
Imagem: kkic / GNU Free Documentation
License.
Imagem:KevinSaff/CreativeCommons
Attribution-ShareAlike2.0Generic.
O 4°...
•Não é tão comum aqui na Terra, mas que por incrível que
pareça, acredita-se que 99% de tudo que existe no universo
esteja nesse quarto estado, chamado de plasma
•Para se formar o plasma, é necessário que a matéria no
estado gasoso seja aquecida a temperaturas elevadíssimas,
como ocorre, por exemplo, no núcleo das estrelas, como o do
nosso Sol,
•O plasma é formado por um conjunto quente e denso de
átomos livres, elétrons e íons, em uma distribuição quase
neutra (números de partículas positivas e negativas é
praticamente igual), que possuem comportamento coletivo.
Sólido
 Neste estado os átomos estão em um estado de agitação baixo,
podendo ser concentrados mais átomos em um mesmo espaço
físico.
 A força de coesão supera a força de repulsão, porém um
aumento de temperatura ou diminuição da pressão pode
aumentar a força de repulsão.
 Possui forma e volume fixos.
Líquido
 Ocorre quando as moléculas já estão um pouco mais dispersas
em relação à mesma matéria no estado sólido.
 A força de coesão se iguala a força de repulsão, porém um
aumento de temperatura ou diminuição da pressão pode
aumentar a força de repulsão.
 Substâncias no estado líquido têm volume fixo, porém a sua
forma pode variar.
Vapor
 Acontece quando as partículas que formam a matéria estão
bastante afastadas, dispersas no espaço.
 A força de repulsão supera a força de coesão, rompendo a
ligação entre as moléculas.
 Por isso, elas podem ter a forma e o volume variáveis.
Mudanças de Estado Físico
A influência de fatores externos como Pressão e
Temperatura fazem a matéria se apresentar ora
em um, ora em outro estado físico.
Ponto de Fusão/Solidificação
• Ponto de Fusão (PF) é a temperatura em que uma
substância muda do estado sólido para o estado
líquido.
• Ponto de Solidificação (PS) corresponde ao
processo inverso, embora as temperaturas sejam
equivalentes o líquido passa para o estado sólido.
Substância
Ponto de
Fusão(°C)
água 0
álcool -114
alumínio 659
cloreto de
sódio
800
cobre 1 083
chumbo 327
enxofre 119
Ponto de Ebulição/Liquefação
• Ponto de Ebulição (PE) a temperatura em que
uma substância muda do estado líquido para o
estado gasoso.
• Ponto de Liquefação (PL) ou de Condensação
(PC) corresponde ao processo inverso, embora
as temperaturas sejam equivalentes, o vapor irá
passar para o estado líquido.
Substância
Ponto de ebulição
(°C)
água 100
álcool 78
cobre 2 595
chumbo 1 744
enxofre 445
ferro 3 000
O Diagrama de Fases
Mapa de Pressões e Temperaturas que indica os
Estados Físicos em que uma substância pura pode se
apresentar e suas possíveis mudanças de Estado
Físico.
O Diagrama de Fases é composto por três curvas
que delimitam tais Estados Físicos.
Pressão
Temperatura0
pT
pC
Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima
Sólido
Líquido
Vapor
Gás
1
Pc
PT 2
3
TT TC
Pontos do Diagrama
PT: PONTO TRIPLO: Indica os valores de pressão e temperatura
nos quais a substância coexiste nos TRÊS ESTADOS FÍSICOS
(Sólido, Líquido e Vapor). É o ponto em que as três curvas se
interceptam.
Pressão
Temperatura0
pT
Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima
Sólido Líquido
Vapor
Gás
TT
PT
Pc: PONTO CRÍTICO: Indica o limite que determina se a
substância é um vapor ou um GÁS. Ele mostra a temperatura crítica
a partir da qual a substância passa a ser um GÁS.
Pressão
Temperatura0
pC
Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima
Sólido
Líquido
Vapor
Gás
TC
PC
Curvas do Diagrama
CURVA 1
CURVA DE FUSÃO - SOLIDIFICAÇÃO: fronteira entre os
estados SÓLIDO-LÍQUIDO. Ou seja, sobre essa curva (com os
respectivos valores de temperatura e pressão) a substância coexiste
naqueles Estados Físicos sofrendo FUSÃO ou SOLIDIFICAÇÃO.
Pressão
Temperatura0
pT
pC
Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima
Sólido Líquido
Vapor
Gás
1
Pc
PT 2
3
TT TC
CURVA 2
CURVA DE VAPORIZAÇÃO - CONDENSAÇÃO: fronteira
entre os estados LÍQUIDO-VAPOR. Ou seja, sobre essa curva a
substância coexiste naqueles Estados Físicos, sofrendo
VAPORIZAÇÃO ou CONDENSAÇÃO.
Pressão
Temperatura0
pT
pC
Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima
Sólido Líquido
Vapor
Gás
1
Pc
PT 2
3
TT TC
CURVA 3
CURVA DE SUBLIMAÇÃO - RESSUBLIMAÇÃO: Fronteira
entre os estados VAPOR-SÓLIDO. Ou seja, sobre essa curva, a
substância coexiste naqueles Estados Físicos, sofrendo Sublimação
ou Ressublimação (Sublimação Reversa).Pressão
Temperatura0
pT
pC
Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima
Sólido Líquido
Vapor
Gás
1
Pc
PT 2
3
TT TC
Ex.: O gelo seco virando “fumaça” ou o CO2 sendo transformado
em gelo seco.
ÁGUA PURA
Temperatura (°C) a 1 atm
Tempo
Sólido
Sólido
+
Líquido
Líquido
+
Vapor
Vapor
PF = 0°C
PE = 100°C
Líquido
–
10°C
Diagrama de Mudança de Estado Físico
ÁGUA + AÇÚCAR
Temperatura (°C) a 1
atm
Tempo
Sólido
Sólido
+
Líquido
Líquido
+
Vapor
∆TE
–
15°C
∆TF
Vapor
Líquido
Temperatura (°C) a 1
atm
Tempo
Sólido
+
Líquido
Líquido
+
Vapor
MISTURAS EUTÉTICAS
∆TE
–
15°C
TF
Sólido
Vapor
Líquido
Misturas Eutéticas são
misturas que mantêm sua
temperatura constante
durante a
fusão/solidificação.
Temperatura (°C) a 1
atm
Tempo
Sólido
e
Líquido
Líquido
+
Gasoso
TE
–
15°C
∆TF
Sólido
Vapor
Líquido Misturas Azeotrópicas são
misturas que mantêm sua
temperatura constante
durante a
vaporização/condensação.
MISTURAS AZEOTRÓPICAS
Curva de Aquecimento e Resfriamento
Influência de Fatores
Externos
Calor
• CALOR SENSÍVEL: provoca apenas variação na
temperatura do corpo, sem que aconteça mudança no seu estado
de agregação, ou seja, se o corpo é sólido continua sólido e o
mesmo acontece com os estados líquidos e gasosos.
• CALOR LATENTE: é a grandeza física que informa a
quantidade de energia térmica (calor) que uma unidade de massa
de uma substância deve perder ou receber para que ela mude
de estado físico, ou seja, passe do sólido para o líquido, do
líquido para o gasoso e assim por diante.
MASSA
QUANTIDAE DE CALOR
Temperatura T Temperatura 3T
Pressão
Pressão e Temperatura são grandezas diretamente proporcionais, assim,
quanto MAIOR A PRESSÃO, MAIOR A TEMPERATURA DE
EBULIÇÃO.
Altitude
Quanto MAIOR a ALTITUDE, MENOR a TEMPERATURA DE
EBULIÇÃO e vice-versa, visto que Pressão e Temperatura são grandezas
diretamente proporcionais. Por esse motivo, a água ferve a uma
temperatura mais baixa nas montanhas do que ao nível do mar!
La Paz: 87 ºC
3600 m
Quito: 90 ºC
2850 m
Brasília: 96 ºC
1100 m
São Paulo: 98 ºC
750 m
Santos: 100 ºC
Nível do mar 0 m
Altitude
Curiosidades
Qual a diferença entre VAPOR e GÁS?
VAPOR: Estado Físico que é capaz de estar em
equilíbrio com o Estado Líquido ou Sólido, ou
transformar-se nesses estados a partir da variação da
Pressão ou Temperatura.
Ex.: Quando colocamos
água para ferver numa
chaleira, obtemos água
no estado de vapor.
GÁS: Estado Físico que não pode ser alterado apenas
pela da variação da Temperatura. Para que haja
mudanças no Estado Físico de um gás, é necessário
que se varie a sua Pressão.
Ex.: O gás de cozinha (GLP – Gás Liquefeito de Petróleo). Dentro do
botijão, ele se encontra no estado líquido por estar a altas pressões.
E AGORA ?
•Em uma panela de pressão, a pressão interna é bem maior
que a externa, fazendo a temperatura de ebulição da água
aumentar, passando a ser algo em torno de 120ºC em vez de
100°C em uma panela aberta.
•Cozinhando o alimento em uma maior temperatura e
portanto mais rapidamente.
A panela de Pressão
DÚVIDAS ????

Estados físicos da matéria

  • 1.
  • 2.
    Estados físicos deuma substancia é definido pelo grau de agregação de suas moléculas.
  • 3.
    Sólido Líquido Gasoso Os principais são: Imagem:Almirante Harley D. Nygren / domínio público. Imagem: kkic / GNU Free Documentation License. Imagem:KevinSaff/CreativeCommons Attribution-ShareAlike2.0Generic.
  • 4.
    O 4°... •Não étão comum aqui na Terra, mas que por incrível que pareça, acredita-se que 99% de tudo que existe no universo esteja nesse quarto estado, chamado de plasma •Para se formar o plasma, é necessário que a matéria no estado gasoso seja aquecida a temperaturas elevadíssimas, como ocorre, por exemplo, no núcleo das estrelas, como o do nosso Sol, •O plasma é formado por um conjunto quente e denso de átomos livres, elétrons e íons, em uma distribuição quase neutra (números de partículas positivas e negativas é praticamente igual), que possuem comportamento coletivo.
  • 6.
    Sólido  Neste estadoos átomos estão em um estado de agitação baixo, podendo ser concentrados mais átomos em um mesmo espaço físico.  A força de coesão supera a força de repulsão, porém um aumento de temperatura ou diminuição da pressão pode aumentar a força de repulsão.  Possui forma e volume fixos.
  • 7.
    Líquido  Ocorre quandoas moléculas já estão um pouco mais dispersas em relação à mesma matéria no estado sólido.  A força de coesão se iguala a força de repulsão, porém um aumento de temperatura ou diminuição da pressão pode aumentar a força de repulsão.  Substâncias no estado líquido têm volume fixo, porém a sua forma pode variar.
  • 8.
    Vapor  Acontece quandoas partículas que formam a matéria estão bastante afastadas, dispersas no espaço.  A força de repulsão supera a força de coesão, rompendo a ligação entre as moléculas.  Por isso, elas podem ter a forma e o volume variáveis.
  • 9.
    Mudanças de EstadoFísico A influência de fatores externos como Pressão e Temperatura fazem a matéria se apresentar ora em um, ora em outro estado físico.
  • 11.
    Ponto de Fusão/Solidificação •Ponto de Fusão (PF) é a temperatura em que uma substância muda do estado sólido para o estado líquido. • Ponto de Solidificação (PS) corresponde ao processo inverso, embora as temperaturas sejam equivalentes o líquido passa para o estado sólido.
  • 12.
    Substância Ponto de Fusão(°C) água 0 álcool-114 alumínio 659 cloreto de sódio 800 cobre 1 083 chumbo 327 enxofre 119
  • 13.
    Ponto de Ebulição/Liquefação •Ponto de Ebulição (PE) a temperatura em que uma substância muda do estado líquido para o estado gasoso. • Ponto de Liquefação (PL) ou de Condensação (PC) corresponde ao processo inverso, embora as temperaturas sejam equivalentes, o vapor irá passar para o estado líquido.
  • 14.
    Substância Ponto de ebulição (°C) água100 álcool 78 cobre 2 595 chumbo 1 744 enxofre 445 ferro 3 000
  • 15.
    O Diagrama deFases Mapa de Pressões e Temperaturas que indica os Estados Físicos em que uma substância pura pode se apresentar e suas possíveis mudanças de Estado Físico. O Diagrama de Fases é composto por três curvas que delimitam tais Estados Físicos.
  • 16.
    Pressão Temperatura0 pT pC Imagem produzida peloProf. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás 1 Pc PT 2 3 TT TC
  • 17.
  • 18.
    PT: PONTO TRIPLO:Indica os valores de pressão e temperatura nos quais a substância coexiste nos TRÊS ESTADOS FÍSICOS (Sólido, Líquido e Vapor). É o ponto em que as três curvas se interceptam. Pressão Temperatura0 pT Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás TT PT
  • 19.
    Pc: PONTO CRÍTICO:Indica o limite que determina se a substância é um vapor ou um GÁS. Ele mostra a temperatura crítica a partir da qual a substância passa a ser um GÁS. Pressão Temperatura0 pC Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás TC PC
  • 20.
  • 21.
    CURVA 1 CURVA DEFUSÃO - SOLIDIFICAÇÃO: fronteira entre os estados SÓLIDO-LÍQUIDO. Ou seja, sobre essa curva (com os respectivos valores de temperatura e pressão) a substância coexiste naqueles Estados Físicos sofrendo FUSÃO ou SOLIDIFICAÇÃO. Pressão Temperatura0 pT pC Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás 1 Pc PT 2 3 TT TC
  • 23.
    CURVA 2 CURVA DEVAPORIZAÇÃO - CONDENSAÇÃO: fronteira entre os estados LÍQUIDO-VAPOR. Ou seja, sobre essa curva a substância coexiste naqueles Estados Físicos, sofrendo VAPORIZAÇÃO ou CONDENSAÇÃO. Pressão Temperatura0 pT pC Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás 1 Pc PT 2 3 TT TC
  • 25.
    CURVA 3 CURVA DESUBLIMAÇÃO - RESSUBLIMAÇÃO: Fronteira entre os estados VAPOR-SÓLIDO. Ou seja, sobre essa curva, a substância coexiste naqueles Estados Físicos, sofrendo Sublimação ou Ressublimação (Sublimação Reversa).Pressão Temperatura0 pT pC Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás 1 Pc PT 2 3 TT TC
  • 26.
    Ex.: O geloseco virando “fumaça” ou o CO2 sendo transformado em gelo seco.
  • 27.
    ÁGUA PURA Temperatura (°C)a 1 atm Tempo Sólido Sólido + Líquido Líquido + Vapor Vapor PF = 0°C PE = 100°C Líquido – 10°C Diagrama de Mudança de Estado Físico
  • 28.
    ÁGUA + AÇÚCAR Temperatura(°C) a 1 atm Tempo Sólido Sólido + Líquido Líquido + Vapor ∆TE – 15°C ∆TF Vapor Líquido
  • 29.
    Temperatura (°C) a1 atm Tempo Sólido + Líquido Líquido + Vapor MISTURAS EUTÉTICAS ∆TE – 15°C TF Sólido Vapor Líquido Misturas Eutéticas são misturas que mantêm sua temperatura constante durante a fusão/solidificação.
  • 30.
    Temperatura (°C) a1 atm Tempo Sólido e Líquido Líquido + Gasoso TE – 15°C ∆TF Sólido Vapor Líquido Misturas Azeotrópicas são misturas que mantêm sua temperatura constante durante a vaporização/condensação. MISTURAS AZEOTRÓPICAS
  • 31.
    Curva de Aquecimentoe Resfriamento
  • 32.
  • 33.
    Calor • CALOR SENSÍVEL:provoca apenas variação na temperatura do corpo, sem que aconteça mudança no seu estado de agregação, ou seja, se o corpo é sólido continua sólido e o mesmo acontece com os estados líquidos e gasosos. • CALOR LATENTE: é a grandeza física que informa a quantidade de energia térmica (calor) que uma unidade de massa de uma substância deve perder ou receber para que ela mude de estado físico, ou seja, passe do sólido para o líquido, do líquido para o gasoso e assim por diante. MASSA QUANTIDAE DE CALOR
  • 35.
    Temperatura T Temperatura3T Pressão Pressão e Temperatura são grandezas diretamente proporcionais, assim, quanto MAIOR A PRESSÃO, MAIOR A TEMPERATURA DE EBULIÇÃO.
  • 36.
    Altitude Quanto MAIOR aALTITUDE, MENOR a TEMPERATURA DE EBULIÇÃO e vice-versa, visto que Pressão e Temperatura são grandezas diretamente proporcionais. Por esse motivo, a água ferve a uma temperatura mais baixa nas montanhas do que ao nível do mar!
  • 37.
    La Paz: 87ºC 3600 m Quito: 90 ºC 2850 m Brasília: 96 ºC 1100 m São Paulo: 98 ºC 750 m Santos: 100 ºC Nível do mar 0 m Altitude
  • 38.
  • 39.
    Qual a diferençaentre VAPOR e GÁS? VAPOR: Estado Físico que é capaz de estar em equilíbrio com o Estado Líquido ou Sólido, ou transformar-se nesses estados a partir da variação da Pressão ou Temperatura. Ex.: Quando colocamos água para ferver numa chaleira, obtemos água no estado de vapor.
  • 40.
    GÁS: Estado Físicoque não pode ser alterado apenas pela da variação da Temperatura. Para que haja mudanças no Estado Físico de um gás, é necessário que se varie a sua Pressão. Ex.: O gás de cozinha (GLP – Gás Liquefeito de Petróleo). Dentro do botijão, ele se encontra no estado líquido por estar a altas pressões.
  • 41.
  • 43.
    •Em uma panelade pressão, a pressão interna é bem maior que a externa, fazendo a temperatura de ebulição da água aumentar, passando a ser algo em torno de 120ºC em vez de 100°C em uma panela aberta. •Cozinhando o alimento em uma maior temperatura e portanto mais rapidamente. A panela de Pressão
  • 44.