Chemistry for Non-Majors

Objectivos de aprendizagem

• Descrever o diagrama de fases para água.
• Definir a temperatura crítica.
• Definir pressão crítica.

Exemplos

Como é possível criar bolas de neve?

É preciso uma neve especial para fazer as melhores bolas de neve. Esta neve precisa de ser um pouco húmida para que as partículas se colem. A neve seca pode ser apertada com força e irá formar bolas de neve porque a maior pressão faz com que os flocos de neve derretam um pouco. No entanto, quando se liberta a pressão, a neve volta a uma forma mais sólida e os flocos já não se colam.

Diagrama de Fase para Água

Água é uma substância única em muitos aspectos. Uma destas propriedades especiais é o facto de a água sólida (gelo) ser menos densa do que a água líquida imediatamente acima do ponto de congelação. O diagrama de fases da água é mostrado na Figura abaixo .

Nota uma diferença chave entre o diagrama de fases geral e o diagrama de fases da água. No diagrama da água, a inclinação da linha entre os estados sólido e líquido é negativa em vez de positiva. A razão é que a água é uma substância invulgar na medida em que o seu estado sólido é menos denso do que o estado líquido. O gelo flutua na água líquida. Portanto, uma mudança de pressão tem o efeito oposto nessas duas fases. Se o gelo estiver relativamente próximo do seu ponto de fusão, pode ser transformado em água líquida através da aplicação de pressão. As moléculas de água estão de facto mais próximas na fase líquida do que na fase sólida.

Refer novamente ao diagrama de fases da água ( Figura acima ). Note-se o ponto E, rotulado como ponto crítico . O que é que isso significa? A 373,99°C, as partículas de água na fase gasosa estão a mover-se muito, muito rapidamente. A qualquer temperatura superior a esta, a fase gasosa não pode ser liquefeita, por mais pressão que seja aplicada ao gás. A pressão crítica (P c ) é a pressão que deve ser aplicada ao gás à temperatura crítica, a fim de o transformar num líquido. Para a água, a pressão crítica é muito elevada, 217,75 atm. O ponto crítico é o ponto de intersecção da temperatura crítica e da pressão crítica.