Veremos en este texto cómo un gráfico de cambio de estado físico a cualquier Sustancia pura, cómo interpretar este tipo de diagrama y cómo se representa la gráfica de mezclas.
Para hacer esto, consideremos el ejemplo del agua. Imagina que tomamos un vaso de hielo a una temperatura de –10 ºC y comenzamos un proceso de calentamiento, a una presión de 1 atm. A medida que aumenta la temperatura, pasando de -10 ºC a -9 ºC, a -8 ºC y así sucesivamente, el hielo permanecerá en estado sólido hasta alcanzar una temperatura de 0 ºC.
En ese punto, comienza a pasar al estado líquido, es decir, comienza a tener lugar la fusión. La temperatura no seguirá aumentando como antes, pero se mantendrá constante a 0 ° C hasta que todo el hielo se haya derretido:
Después de derretir todo el sólido, la temperatura del sistema seguirá aumentando hasta alcanzar una temperatura de 100 ° C. A esta temperatura, el agua que estaba en estado líquido comenzará a cambiar al estado de vapor, es decir, hervirá.
Tal como sucedió en el
punto de fusión, en el punto de ebullición, la temperatura también permanecerá constante hasta que todo el líquido se convierta en vapor. Después de eso, si seguimos calentando el sistema, la temperatura seguirá subiendo:
¡Listo! Este es el gráfico o diagrama que representa el cambio en el estado físico del agua o su curva de calentamiento. Si fuera el proceso inverso, tendríamos la siguiente curva de enfriamiento por agua:
Un aspecto muy importante de estos gráficos es que están formados por dos niveles, es decir, hay dos puntos donde la temperatura permanece constante durante un tiempo. Esto siempre ocurre en el cambio de estado de una sustancia pura. La única diferencia son los valores de los puntos de fusión y ebullición.
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El oxígeno, por ejemplo, a diferencia del agua, no es un líquido, sino un gas a temperatura ambiente (unos 20ºC). Esto se debe a que su punto de fusión al nivel del mar es de -223,0 ° C y su punto de ebullición es de -183,0 ° C. Vea su cuadro de cambio de estado físico:
Gráficos de mezcla común
Si estamos calentando o enfriando una mezcla, el punto de fusión y el punto de ebullición no tendrán valores determinados y constantes, es decir, los dos niveles observados en los gráficos no se formarán arriba.
Los cambios en los estados físicos ocurrirán en rangos de temperatura en lugar de una cantidad fija. El punto de fusión, por ejemplo, comenzará a una temperatura determinada y terminará en otra, y lo mismo ocurrirá con el punto de ebullición, como se muestra en el siguiente gráfico:
Dos excepciones son las mezclas eutécticas y azeotrópicas. Mira lo que les pasa:
a) Mezcla eutéctica
La mezcla eutéctica se comporta como una sustancia pura durante la fusión, es decir, en ese punto, la temperatura permanece constante desde el inicio hasta el final del cambio de estado de agregación.
b) mezcla azeotrópica
La mezcla azeotrópica se comporta como una sustancia pura durante la ebullición, es decir, en este punto, la temperatura permanece constante desde el inicio hasta el final del cambio de estado de agregación.
Por Jennifer Fogaça
Licenciada en Química
¿Le gustaría hacer referencia a este texto en una escuela o trabajo académico? Vea:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Gráficos de cambios de estado físico"; Escuela Brasil. Disponible: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/graficos-mudanca-estado-fisico.htm. Consultado el 28 de junio de 2021.