PRESSÃO MÁXIMA DE VAPOR

Sabe-se que qualquer líquido evapora naturalmente com o passar do tempo. Quando, por exemplo, um recipiente aberto contendo certa quantidade de água é deixado ao ar livre observa-se que com o passar de tempo o volume da água no recipiente diminui, o que se explica devido à evaporação.

Consideremos agora um recipiente fechado contendo certa quantidade de água e um espaço vazio (vácuo) acima do líquido. Com o passar do tempo à água vai evaporando, isto é, passando do estado líquido para o estado de vapor ocorrendo assim uma ligeira diminuição no volume do líquido.

No entanto, uma vez que o recipiente está fechado, as moléculas de água que vão evaporando vão ocupando o espaço disponível (vácuo) acima do líquido. À medida que mais e mais moléculas de água vão evaporando o espaço acima do líquido vai ficando cada vez cheio (saturado) de moléculas de água no estado de vapor. No estado de vapor as moléculas movimentam-se de forma caótica e muito rapidamente o que faz com que o número de colisões que essas moléculas efectuam contra as paredes do recipiente ou entre si aumente, consequentemente algumas dessas moléculas retornam à fase líquida ocorrendo deste modo a condensação.

Assim, dois fenómenos vão ocorrendo na superfície do líquido, a evaporação e a condensação, mas com velocidades diferentes, pois no início a velocidade de evaporação é maior que a velocidade de condensação, no entanto, à medida que mais vapor vai se formando a velocidade de condensação vai aumentando.

A dado momento, a velocidade com que o líquido evapora torna-se igual à velocidade com que o vapor condensa-se e nesse instante temos a sensação de que os processos já pararam, pois a nível macroscópico já não se observa mais nenhuma alteração no sistema,  entretanto, a evaporação e a condensação continuam ocorrendo só que com um detalhe, isto é, para que uma molécula no estado líquido passe para o estado de vapor é necessário que uma molécula que esteja no estado de vapor condense (retorne à fase líquida) e isso acontece porque a evaporação e a condensação ocorrem com a mesma velocidade. Nesse ponto dizemos então que se atingiu um equilíbrio dinâmico entre o líquido e os seus vapores.

A pressão exercida pelos vapores de um líquido quando estes estão em equilíbrio dinâmico com o próprio líquido designa-se pressão máxima de vapor do líquido.

A tabela abaixo mostra as pressões máximas de vapor de diferentes substâncias a uma mesma temperatura.

Portanto, conclui-se que substâncias diferentes a mesma temperatura têm diferentes pressões máximas de vapor.

FACTORES QUE INFLUENCIAM A PRESSÃO DE VAPOR

A pressão máxima de vapor é uma propriedade intensiva, isto é, não depende da quantidade da substância considerada. Ela depende de factores tais como: a temperatura e a natureza da substância (forças intermoleculares).

• NATUREZA DA SUBSTÂNCIA

A pressão de vapor depende das forças atractivas (forças intermoleculares) que mantêm as moléculas de uma substância unidas entre si. Quanto maior a intensidade das forças intermoleculares menor é a facilidade com as moléculas dessa substância “escapam” do líquido para a fase de vapor, pois as moléculas encontram-se intensamente unidas umas com as outras, portanto, menor será a quantidade de vapor que se forma, consequentemente menor será a pressão máxima de vapor.

• TEMPERATURA

Quando se aumenta a temperatura às moléculas do líquido adquirem mais energia cinética, consequentemente maior é o número de moléculas com energia suficiente para romper as forças intermoleculares que as mantêm unidas umas com as outras e passar para o estado de vapor, assim, maior é a quantidade de vapor que se forma, portanto, maior é a pressão máxima de vapor.

A tabela abaixo mostra a variação da pressão máxima de vapor da água pura à medida que a temperatura aumenta.

GRÁFICOS DA PRESSÃO MÁXIMA DE VAPOR EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA

O gráfico da pressão máxima de vapor em função da temperatura é uma curva chamada hipérbole.

O gráfico acima mostra que a pressão máxima de vapor aumenta à medida que a temperatura aumenta. Neste caso em específico o gráfico mostra o aumento da pressão máxima de vapor da água pura com o aumento da temperatura. A 100^oC (ponto de ebulição da água) observa-se que a pressão máxima de  vapor da água pura é de 760 mmHg.

Fonte: Santos e Mól et al, 2016

Este segundo gráfico mostra a pressão máxima de vapor de diferentes substâncias. Das quatro (4) substâncias observa-se que a curva do Éter dietílico encontra-se acima das demais curvas, de seguida vem à curva da propanona (acetona), depois a do álcool etílico (etanol) e por fim a da água. Com isso podemos concluir que dessas substâncias o Éter dietílico é que apresenta a maior pressão máxima de vapor e a água apresenta a menor pressão máxima de vapor.

Portanto, em ordem crescente a pressão máxima de vapor destas substâncias varia da seguinte maneira:

Água < Álcool etílico < Propanona < Éter dietílico

Assim, a pressão máxima de vapor é uma medida da volatilidade (facilidade com que uma substância evapora) de uma substância. Portanto, destas substâncias a mais volátil é o éter dietílico e a menos volátil é a água.

Quanto maior a pressão máxima de vapor da substância mais volátil é a substância. 

 

Por: Miguel Pascoal

Licenciado em Ensino de Química

full-width