Analisando os gráficos abaixo:
- Estime a temperatura de ebulição da água quando a pressão atmosférica é 60 kPa e 160 kPa.
- Como podemos explicar que, em temperatura ambiente, o dietil-éter é gasoso e a água é líquida? (Dado: pressão atmosférica = 101,325 kPa)
Passo 1
A temperatura de ebulição de uma substância é a temperatura na qual a pressão de vapor da substância se iguala à pressão exterior (na maioria dos casos, a atmosférica)!
a) Para saber a temperatura de ebulição devemos olhar o gráfico da direita. A pressão de vapor da água se iguala a 60 kPa em aproximadamente . E a 160 kPa em aproximadamente .
Passo 2
b) Já para a letra b, precisamos analisar o gráfico da esquerda, que compara as pressões de vapor da água e do éter dietílico. A pressão de vapor do éter se iguala à pressão atmosférica de 101,325 kPa em aproximadamente . Isso significa que seu ponto de ebulição é baixo se comparado ao da água (que iguala sua pressão de vapor à pressão atmosférica em ). E é por isso que, na temperatura ambiente (cerca de ), o dietil-éter é gasoso e a água líquida – o dietil-éter já passou seu ponto de ebulição e a água não.
Obs: A diferença entre as curvas de pressão de vapor pode ser explicada pelas forças intermoleculares de cada composto. O éter dietílico faz dipolo-dipolo como intereção intermolecular, enquanto a água faz ligações de hidrogênio. Como dipolo-dipolo é mais fraco que as ligações de hidrogênio, é mais fácil quebrar as interações entre as moléculas de éter, e, portanto, mais fácil que ele passe para a fase gasosa. Isso significa que haverá mais moléculas na fase gás no equilíbrio e, portanto, uma maior pressão de vapor. E é por isso que a pressão de vapor do éter é sempre maior que a da água (se comparados na mesma temperatura).
Resposta
- A temperatura de ebulição é aproximadamente uando a pressão atmosférica é 60kPa e quando a pressão atmosférica é 160kPa.
- A pressão de vapor do éter dietílico é maior que a da água se comparados na mesma temperatura. Por isso, sua pressão de vapor se iguala mais rapidamente à pressão atmosférica e seu ponto de ebulição é bem menor que o da água. A temperatura ambiente, portanto, o dietil-éter já passou de seu ponto de ebulição (e por isso é gasoso), mas a água não.