Pressão de Vapor de forma simples e didática

Futuro universitário, você sabe o que é pressão de vapor? Pressão de vapor é um assunto estudado em físico-química, inserido no assunto de propriedades coligativas, muito importante, bem interessante e fácil, que costuma cair em provas de vestibulares.

Neste artigo, eu vou te mostrar de forma simples e didática:

  • O que é pressão de vapor?
  • Como ela se relaciona com forças intermoleculares;
  • Sua dependência da temperatura;
  • Pressão de vapor e ponto de ebulição
  • Ponto de ebulição em grandes altitudes
  • Ponto de ebulição e Panela de Pressão

Acompanhe-me até o final.

O que é pressão de vapor?

Pressão de vapor indica a capacidade de um líquido evaporar ( ser volátil). Quanto maior a pressão de vapor de uma substância, mais volátil ela é, ou seja, evapora com muita facilidade.

Como exemplo rápido e fácil de visualizar, temos a acetona. Você já viu como a acetona de unha evapora rápido? Pois é...Ela tem uma elevada pressão de vapor.

O nome “ Pressão de Vapor” vem do fato que , em um recipiente fechado, um líquido, ao evaporar, faz uma pressão na parede do recipiente. Essa pressão é devido aos vapores presentes. Daí o nome “Pressão de Vapor”.

Pressão de Vapor êmbolo

Para ilustrar o que eu disse, veja na figura acima que os vapores da substância exercem uma pressão nas paredes do recipiente e fazem o êmbolo móvel deslocar-se para cima. O deslocamento inicia-se pela pressão exercida pelas primeiras moléculas de vapor, e continua até que o sistema entre em equilíbrio dinâmico, situação em que a quantidade de moléculas que evaporam (setas para cima) se torna igual à quantidade de moléculas que condensam (setas para baixo).

Quando se chega à situação do equilíbrio dinâmico, diz-se que aquela pressão exercida pelo vapor é a pressão máxima de vapor.

Portanto, a pressão máxima de vapor é a pressão exercida pelos vapores no interior de um recipiente quando se atinge o equilíbrio entre vaporização e condensação.  

Para aprender mais sobre Propriedades Coligativas, Clique neste link.

Pressão de Vapor e Forças Intermoleculares

Como você deve ter percebido, a pressão de vapor indica a facilidade de uma substância mudar do estado físico líquido para vapor. Desta forma, tudo o que influencia na mudança de estado físico da matéria também influencia na pressão de vapor.

Uma dessas influências são as forças intermoleculares. Aprendemos no artigo de Forças Intermoleculares, que quanto maior a força intermolecular, mais difícil é uma substância evaporar, um vez que as moléculas estão juntas. Em termos de pressão de vapor, podemos dizer que quanto maior a força intermolecular de uma substância, menor sua pressão de vapor, pois as moléculas não vão conseguir escapar para vapor.

Pressão de vapor força intermolecular texto

É por este motivo que o éter dimetílico, que tem forças intermoleculares do tipo dipolo permanente, tem pressão de vapor maior que a água (veja figura), que possui força intermolecular do tipo pontes de hidrogênio. E lembre-se: Pontes de hidrogênio são mais fortes que dipolo permanente. Se você quer relembrar forças intermoleculares, clique aqui.

Na figura abaixo, eu exemplifico a situação. Perceba que a uma temperatura de 20°C (linha vermelha), o éter dietílico possui uma pressão de vapor muito superior (400mmHg-linha verde) à água (linha azul). Isso acontece porque as forças intermoleculares do éter (dipolo permanente) são mais fracas que da água (pontes de hidrogênio), fazendo com que moléculas evaporem mais facilmente.

Pressão de vapor gráfico

Pressão de Vapor e temperatura

Além das forças intermoleculares, a pressão de vapor também depende da temperatura da substância. Quanto maior a temperatura de uma substância, maior a sua pressão de vapor. Isso porque quanto mais quente estiver a substância, maior é a agitação molecular, mais quebras de forças intermoleculares acontecem, fazendo com que as moléculas escapem para o estado físico de vapor.

Pressão de vapor e temperatura texto

O gráfico abaixo permite visualizar isso. Perceba que nas 3 curvas das substâncias éter dietílico, água e 1- butanol, a pressão de vapor aumenta com o aumento da temperatura.

Pressão de vapor gráfico temperatura

Pressão de Vapor e Ponto de Ebulição

Você sabia que a temperatura de ebulição (ou Ponto de ebulição) tem tudo haver com pressão de vapor?

Isso mesmo...a temperatura de ebulição é exatamente a temperatura na qual a pressão de vapor da substância é igual pressão sobre o líquido. Se o recipiente estiver aberto a pressão sobre o líquido é a pressão atmosférica.

Portanto, quando aquecemos uma água em panela aberta, por exemplo, a água evapora e há um aumento gradativo da pressão de vapor. Quando essa pressão de vapor se iguala à pressão atmosférica (760mmHg), começa a se formar as bolhas da temperatura de ebulição.

Veja a curva do éter dietílico na figura abaixo. Perceba que, por suas forças intermoleculares serem mais fracas (dipolo permanente), à medida que se aquece a substância ela evapora facilmente e cresce mais rapidamente sua pressão de vapor, atingindo a pressão atmosférica já a baixas temperaturas (aproximadamente 35°C - linhas azul e amarela). A temperatura de ebulição do éter dietílico é 35°C.

Já a curva da água, que possui interações intermoleculares mais fortes (pontes de hidrogênio), tem uma menor inclinação, não alterando muito sua pressão de vapor como o aumento da temperatura. A pressão de vapor da água só atinge a pressão atmosférica a 100°C (linhas vermelha e amarela), por isso a temperatura de ebulição da água é 100°C.

Pressão de vapor e ponto de ebulição
Encontrar, portanto,a temperatura de ebulição de uma substância a partir de um gráfico de pressão máxima de vapor é fácil. Basta você traçar uma reta na pressão atmosférica (linha amarela) e verificar o momento em que esta linha cruza a curva. Depois é só descer até o eixo horizontal (linhas azul e vermelha) e verificar a temperatura.

Ponto de ebulição e altitude

Neste tópico vou te mostrar como se comporta a temperatura de ebulição em grande altitudes. Por exemplo, em cima de montanhas.

Como é possível verificar na figura abaixo, quanto maior a altitude, menor é a pressão atmosférica. Como a temperatura de ebulição é aquela em que a pressão de vapor iguala à pressão atmosférica, se eu tenho uma menor pressão atmosférico, eu tenho uma temperatura de ebulição inferior.

Portanto, se ao nível do mar a água entra em ebulição a 100°C, em La Paz - Bolívia, a 3660 metros de altitude, a água entra em ebulição a temperatura inferior.

Pressão de vapor pressão atmosférica altitude

Veja na figura abaixo que se aquecer água em um local cuja pressão atmosférica é 400 mmHg, a temperatura de ebulição será de 90°C. 

Pressão de vapor e ponto de ebulição altitude

Ponto de ebulição e panelas de pressão

As panelas de pressão funcionam de forma diferente, já que criam um ambiente de alta pressão. Com um ambiente com maior pressão, é possível aumentar ainda mais a temperatura do líquido até que sua pressão de vapor se iguale a pressão interna. Desta forma, é possível chegar a temperaturas superiores a 100°C, o que permite cozimentos mais rápidos dos alimentos.

Pressão de vapor e ponto de ebulição panela de pressão

 

Futuro universitário, chegamos ao final deste artigo. Nele foi possível aprender um pouco mais sobre pressão de vapor e sua importância. Espero ter contribuído para seu aprendizado. Se você gostou, deixe seu comentário e compartilhe com seus amigos.

Grande Abraço e até o próximo artigo.

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