Fusão, ebulição e gráficos de temperatura

Fusão

A fusão é a passagem de uma substância do estado sólido para o estado líquido.

Durante a fusão ocorrem os seguintes passos:

Fornecimento de calor à substância sólida;
Aumento da temperatura da substância no estado sólido;
Início da fusão - parte da substância está no estado sólido e outra parte no estado líquido. Aqui, a temperatura mantém-se constante;
Passagem de toda a substância ao estado líquido;
Aumento da temperatura da substância no estado líquido.

A fusão inicia-se quando a substância no estado sólido atinge uma dada temperatura, que é designada ponto de fusão. O ponto de fusão é específico e característico de cada substância.

Exemplo

Quando tiras um cubo de gelo do congelador, ele não começa logo a derreter. Pelo contrário, tens de esperar alguns minutos até que comeces a ver a formação de água (o gelo tem de atingir $0 \ ºC$ ). Só quando todo o gelo já passou a água é que a sua temperatura continua a aumentar, até atingir a mesma temperatura da sala onde estás (equilíbrio térmico).

Ebulição

A ebulição é a passagem rápida de uma substância do estado líquido para o estado gasoso.

Durante a ebulição ocorrem os seguintes passos:

Fornecimento de calor à substância líquida;
Aumento da temperatura da substância no estado líquido;
Início rápido da ebulição - parte da substância está no estado líquido e outra parte no estado gasoso. Aqui, a temperatura mantém-se constante;
Toda a substância passa ao estado gasoso;
Aumento da temperatura da substância no estado gasoso.

À temperatura a que ocorre a ebulição chama-se ponto de ebulição (p.e), sendo este característico e específico de cada substância.

Exemplo

Ao aqueceres água numa panela, só passado algum tempo ela começa a ferver. Este é o termo comum para o início da sua passagem ao estado gasoso. Mas a água não desaparece toda de uma vez! Vai vaporizando aos poucos e, só quando toda estiver transformada em vapor de água é que o mesmo poderá continuar a aumentar a sua temperatura.

Caracterização das substâncias

Tanto o ponto de fusão como o ponto de ebulição são propriedades físicas das substâncias e permitem caracterizá-las.

Existem tabelas que dizem qual o ponto de fusão e de ebulição de cada substância conhecida, e assim consegues saber em que estado está cada substância a uma dada temperatura.

Exemplo

Substância	Ponto de fusão	Ponto de ebulição
Água	$0 \ ºC$	$100 \ ºC$
Oxigénio	$-218,8 \ ºC$	$-183,0 \ ºC$
Cloreto de sódio	$801,0 \ ºC$	$1413 \ ºC$

Volatilidade

A volatilidade é a facilidade com que uma certa substância passa ao estado gasoso. Quanto mais baixo é o ponto de ebulição, mais volátil é a substância, pois é preciso fornecer menos calor para se atingir a temperatura necessária à ebulição.

Pureza dos materiais

Quando uma substância está pura, ou seja, sem outras substâncias misturadas ou dissolvidas, os seus pontos de fusão e ebulição são fixos. Caso a substância não seja pura, o ponto de fusão vai ser menor e o ponto de ebulição vai ser maior do que o original.

Nota: Quanto maior o grau de impureza maior a distância aos pontos de fusão e ebulição da substância pura.