Você já viu muitas mudanças de fase, saiba disso ou não. Em particular, você provavelmente está mais familiarizado com as mudanças de fase pelas quais a água passa. Você provavelmente já ferveu água para fazer macarrão. Ou água congelada sólida para fazer gelo. Você provavelmente já viu geada na grama no inverno.
Todas essas mudanças na fase da água são acompanhadas por uma entrada ou saída de aquecer, então eles são uma reação endotérmica ou uma reação exotérmica.
A mudança de energia acompanha todas as mudanças de fase
A questão, então, segue, que tipo de mudança em energia acompanha cada mudança de fase? Para entender isso, pense no movimento das partículas em cada fase. Você também precisa pensar sobre como as moléculas são atraídas umas pelas outras dentro da FASE.
Os sólidos contêm partículas que não se movem tanto quando comparadas a um líquido ou gás. Eles têm algum movimento térmico, mas claramente não são a mesma quantidade de um líquido ou gás. Somente depois de adicionar energia (ou calor) essas partículas começam a se mover mais rápido.
Pense em um pedaço de gelo. As moléculas de água no pedaço de gelo não se movem muito até que a água comece a derreter. O que permite que a água derreta? Bem, é uma adição de calor.
E quando você ferve a água? Você precisa colocar a água sobre uma chama para aquecer o sistema e fazer a água ferver para formar vapor de água.
Essa entrada de energia também é suficiente para superar as forças de atração que mantêm as partículas unidas. A água é um bom exemplo de uma substância que possui forças intermoleculares substanciais que a mantêm unida. A água gosta de grudar em si mesma por meio de ligações de hidrogênio. Portanto, a energia de entrada deve ser suficiente para que as moléculas parem de se prender tanto a si mesmas.
Isso significa que, conforme você passa do estado sólido ao líquido e ao gasoso, todas as mudanças de fase associadas exigem a entrada de calor. Assim, essas mudanças de fase são um exemplo de um reação endotérmica.
Por outro lado, passar do gás para o líquido e para o sólido requer o oposto: o calor deve ser liberado. Essas mudanças de fase são chamadas reações exotérmicas.
Para transformar água líquida em gelo, você deve colocar a água em um ambiente frio para que o calor saia da água. Só então a água congelará.
Quando sua mão toca o vapor, você sente calor porque o vapor condensa imediatamente ao tocar sua pele. A liberação de energia é sentida como calor à medida que o vapor d'água vai para a água.
Exotérmico vs. Endotérmico
Aqui está como classificar as mudanças de fase como endotérmicas ou exotérmicas:
Nome da mudança de fase: Congelando
- Fase: Líquido para Sólido
- Mudança de energia: exotérmica
- Exemplo: água gelada
Nome da mudança de fase: Derretendo
- Fase: Sólido para líquido
- Mudança de energia: Endotérmico
- Exemplo: derretimento de gelo
Nome da mudança de fase: Condensação
- Fase: Gás para líquido
- Mudança de energia: exotérmica
- Exemplo: queimaduras de vapor de água
Nome da mudança de fase: Evaporação
- Fase: Líquido para Gás
- Mudança de energia: Endotérmico
- Exemplo: água fervente
Nome da mudança de fase: Sublimação
- Fase: Sólido para gás
- Mudança de energia: Endotérmico
- Exemplo: gelo seco
Nome da mudança de fase: Deposição
- Fase: Gás para sólido
- Mudança de energia: exotérmica
- Exemplo: formação de geada
Uma boa maneira de lembrar tudo isso é que as mudanças de fase oposta têm necessidades de energia opostas. Se você sabe que passar do sólido ao líquido ao gasoso requer a adição de calor (endotérmico), isso significa que você sabe que passar do gás ao líquido ao sólido requer a remoção do calor (exotérmico).
Pontas
Ao passar de um estado mais ordenado para um estado menos ordenado, o processo é exotérmico. Ao passar de um estado menos ordenado para um estado mais ordenado, o processo é endotérmico.