Vedremo in questo testo come a grafico di cambiamento di stato fisico a qualsiasi sostanza pura, come interpretare questo tipo di diagramma e come si rappresenta il grafico delle miscele.
Per fare ciò, consideriamo l'esempio dell'acqua. Immaginiamo di prendere un bicchiere di ghiaccio a una temperatura di –10 ºC e di avviare un processo di riscaldamento, sotto una pressione di 1 atm. All'aumentare della temperatura, passando da -10 ºC a -9 ºC, a -8 ºC e così via, il ghiaccio rimarrà allo stato solido fino a raggiungere una temperatura di 0 ºC.
A quel punto, inizia a passare allo stato liquido, cioè inizia a verificarsi la fusione. La temperatura non continuerà a salire come prima, ma rimarrà costante a 0°C fino a quando tutto il ghiaccio non si sarà sciolto:
Dopo aver fuso tutto il solido, la temperatura del sistema continuerà ad aumentare fino a raggiungere la temperatura di 100°C. A questa temperatura, l'acqua che era allo stato liquido inizierà a passare allo stato di vapore, cioè bollirà.
Proprio come è successo nel punto di fusione, al punto di ebollizione, anche la temperatura rimarrà costante finché tutto il liquido non si trasformerà in vapore. Dopodiché, se continuiamo a riscaldare l'impianto, la temperatura continuerà a salire:
Pronto! Questo è il grafico o diagramma che rappresenta la variazione dello stato fisico dell'acqua o della sua curva di riscaldamento. Se fosse il processo inverso, avremmo la seguente curva di raffreddamento ad acqua:
Un aspetto molto importante di questi grafici è che sono formati da due livelli, cioè ci sono due punti in cui la temperatura rimane costante per un po'. Ciò avviene sempre nel cambiamento di stato di una sostanza pura. L'unica differenza sono i valori del punto di fusione e di ebollizione.
Non fermarti ora... C'è dell'altro dopo la pubblicità ;)
L'ossigeno, ad esempio, a differenza dell'acqua, non è un liquido, ma un gas a temperatura ambiente (circa 20ºC). Questo perché il suo punto di fusione a livello del mare è -223,0 °C e il suo punto di ebollizione è -183,0 °C. Guarda la tabella dei cambiamenti dello stato fisico:
Grafica di mix comune
Se stiamo riscaldando o raffreddando una miscela, il punto di fusione e il punto di ebollizione non avranno valori determinati e costanti, cioè i due livelli osservati nei grafici non si formeranno sopra.
I cambiamenti negli stati fisici si verificheranno su intervalli di temperatura piuttosto che su una quantità fissa. Il punto di fusione, ad esempio, inizierà ad una data temperatura e terminerà ad un'altra, e lo stesso accadrà con il punto di ebollizione, come mostrato nel grafico seguente:
Due eccezioni sono le miscele eutettiche e azeotropiche. Guarda cosa succede loro:
a) Miscela eutettica
La miscela eutettica si comporta come se fosse una sostanza pura durante la fusione, cioè in quel punto la temperatura rimane costante dall'inizio alla fine del cambio di stato di aggregazione.
b) miscela azeotropica
La miscela azeotropica si comporta come una sostanza pura durante l'ebollizione, cioè a questo punto la temperatura rimane costante dall'inizio alla fine del cambiamento di stato di aggregazione.
di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica
Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Grafici dei cambiamenti di stato fisico"; Scuola Brasile. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/graficos-mudanca-estado-fisico.htm. Consultato il 28 giugno 2021.
