Ponto de fusão e ebulição da água: são fixos?
16 de junho, 2020 às 9:00 | Postado em Mudanças de estado da matéria, Termologia, termodinâmica
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/Se a água é uma mistura, por causa da presença de sais minerais além das próprias moléculas de água, por quê em muitos livros encontra-se a informação de que o seu ponto de fusão e ebulição são fixos a 0ºC e 100ºC, respectivamente? Pelo fato da água ser uma mistura, não deveria haver uma variação nessas propriedades específicas, que passariam a ter um aspecto de faixa de temperatura nos gráficos?
O ponto de fusão e de ebulição da água (substância pura) são fixos se a pressão é de 1atm. A pressão afeta tanto as temperaturas de ebulição e de fusão. Vide as seguintes postagens:
-Como calcular a pressão na panela de pressão conhecida a temperatura?
Impurezas dissolvidas na água afetam as temperaturas de fusão e ebulição. Por exemplo, sal de cozinha dissolvido na água eleva a temperatura de ebulição e baixa a temperatura de fusão.
Experimentos simples podem ser conduzidos em casa se tivermos um termômetro. Relatarei a seguir os experimentos com seus resultados.
1 – Cerca de meio litro de “água da torneira” (água fornecida em minha residência) é colocada para ferver em recipiente aberto. Ao medir a temperatura quando entrou em ebulição, com um termômetro com sensibilidade de 1°C, constatei hoje (15/06/2020) aqui em Porto Alegre 100°C. Nota-se que apesar da água da torneira não ser pura e da pressão atmosférica ser 1,02atm (segundo informação do serviço de meteorologia), não consegui detectar diferença entre o valor medido e o valor padrão para a temperatura de ebulição da água.
2 – Dissolvendo quatro colheres cheias de sal de cozinha, verifiquei que a ebulição aconteceu a 103°C. Vide também Ponto de ebulição de uma solução aquosa salina.
3 – Parte dessa solução salina foi colocada no freezer do refrigerador. Duas horas depois a temperatura era -7°C e começara a solidificação. Já a “água da torneira” iniciou a solidificação a 0°C.
Solução aquosa muito concentrada de sal de cozinha (NaCl) pode atingir temperatura de fusão de cerca de -21°C.
Desta forma fica evidente que os pontos de fusão e ebulição da água impura são modificados por tais impurezas. Entretanto as mudanças nestas temperaturas para a “água da torneira” são muito pequenas e para fins práticos desprezíveis.
Cabe notar ainda que é possível água permanecer no estado líquido acima da sua temperatura de ebulição em situações especiais de estado metaestável de superaquecimento. As fotos da Figura 1 documentam tal possibilidade com “água da torneira” e água destilada. Vide Superaquecimento no forno de micro-ondas!
Finalmente também é possível que a água se encontre ainda no estado líquido em temperaturas inferiores a de seu ponto de solidificação. Vide Propriedades da água: é possível o superresfriamento?
“Docendo discimus.” (Sêneca)
Muito obrigado!
Aqui em Rio Claro/SP, altitude 612 m, a água ferve em 98 graus celsius.
Parabéns pelo artigo.
Muito se fala que o ponto de ebulição da água pura diminui quanto maior for a altitude.
Em São Paulo, por exemplo, é de, mais ou menos, 97°C.
Mas e o ponto de fusão?
Como varia o ponto de fusão em razão da altitude?
Qual é o ponto de fusão da água pura a 750m de altitude, por exemplo?
O efeito da pressão no ponto de fusão é muito pequeno. Reduzindo a pressão se eleva um pouco a temperatura de fusão como se pode observar em Ice / Water – Melting Points at Higher Pressure.