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 100oC (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
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