Capítulo 03. Calorimetria

O diagrama de fase é constituído por três curvas que se unem num único ponto e dividem o plano em três regiões distintas: região em que encontramos a substância na fase sólida, região em que encontramos a substância na fase líquida e região em que encontramos a substância na fase de vapor, conforme figura a seguir.

Pelo gráfico, observamos que cada curva representa a situação de equilíbrio entre duas fases de uma mesma substância pura, e seus pontos indicam a temperatura e pressão em que existem, em equilíbrio, as duas fases.

Por exemplo, a curva 1 representa o equilíbrio sólido-líquido e o ponto (1, p1) indica a temperatura e a pressão em que podemos encontrar a substância, no estado sólido e no estado líquido, coexistindo em equilíbrio no mesmo recipiente.

O ponto de encontro das três curvas representa a coexistência das três fases da substância em equilíbrio. Por essa razão, ele é chamado de ponto triplo e indica a temperatura e pressão em que existem em equilíbrio, no mesmo ambiente, vapor, líquido e sólido da mesma substância pura.

 

14. Fusão

O diagrama de fase a seguir representa o comportamento da temperatura de fusão da maioria das substâncias puras com as respectivas variações de pressão.

Analisando-o, observamos que, para a pressão p1, a  temperatura  de  fusão é  1  e,  para  a  pressão p2 > p1, a temperatura de fusão é 2 > 1. Concluímos que, se a pressão varia, a temperatura de mudança de estado também varia. Portanto:

Isso ocorre porque, normalmente, na fase sólida, as moléculas que constituem a substância se distribuem de forma regular, deixando pouco espaço entre elas e vibram em torno de uma posição de equilíbrio. Durante a fusão, as moléculas se afastam umas das outras, provocando um aumento de volume. O aumento da pressão externa dificulta o afastamento das moléculas e temos que fornecer mais energia para ocorrer a mudança de fase, e essa energia aumenta a temperatura de fusão da substância.

No entanto, observamos que algumas substâncias puras não obedecem a esse comportamento e constituem exceções a esta regra. São exceções a esta regra a água, o bismuto, o antimônio, o ferro e a prata.


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