Evaporação química: em que consiste, aplicações e exemplos - Ciência - 2023

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o evaporação química É o processo pelo qual as moléculas de um líquido se separam de sua superfície e passam para o estado gasoso. É um processo que absorve energia e, portanto, é endotérmico. Moléculas próximas à superfície do líquido aumentam sua energia cinética para evaporar.

Como resultado desse aumento de energia, as forças intermoleculares de coesão ou atração entre essas moléculas enfraquecem e escapam da fase líquida para a fase gasosa. Como não há fronteira onde as moléculas gasosas giram para penetrar novamente no líquido, tudo isso acaba evaporando completamente.

Ao contrário da fervura, a evaporação pode ocorrer em qualquer temperatura antes que o líquido ferva. Este fenômeno é então a razão pela qual vapores de água podem ser vistos emanando das florestas, que ao entrarem em contato com o ar frio, condensam microgotas d'água dando-lhes uma cor branca.

A condensação é um processo reverso que pode ou não estabelecer um equilíbrio com a evaporação que ocorre no líquido.

Existem fatores que afetam a evaporação, tais como: a velocidade do processo ou a quantidade de moléculas que podem evaporar de um líquido; a natureza ou tipo do líquido; a temperatura a que o líquido está exposto, ou se está em recipiente fechado ou aberto exposto ao meio ambiente.

Outro exemplo de evaporação química ocorre em nosso corpo: quando suamos, parte do líquido do suor evapora. A evaporação do suor deixa uma sensação de frio no corpo devido ao resfriamento evaporativo.

O que é evaporação?

Consiste na capacidade ou propriedade das moléculas localizadas na superfície de um líquido de se transformar em vapor. Do ponto de vista termodinâmico, a absorção de energia é necessária para que a evaporação ocorra.

A evaporação é um processo que ocorre nas moléculas que estão localizadas ao nível da superfície livre do líquido. O estado energético das moléculas que compõem o líquido é essencial para que ocorra a passagem do estado líquido ao gasoso.

A energia cinética ou energia que é o produto do movimento das partículas de um corpo, é máxima no estado gasoso.

Forças de coesão

Para que essas moléculas saiam da fase líquida, elas devem aumentar sua energia cinética para que possam evaporar. Com o aumento da energia cinética, a força de coesão das moléculas próximas à superfície do líquido diminui.

A força de coesão é aquela que exerce atração molecular, o que ajuda a manter as moléculas unidas. A evaporação requer uma contribuição de energia fornecida pelas partículas do ambiente circundante para reduzir essa força.

O processo inverso de evaporação é denominado condensação: as moléculas que estão no estado gasoso voltam à fase líquida. Ela ocorre quando as moléculas no estado gasoso colidem com a superfície do líquido e ficam presas no líquido novamente.

Tanto a evaporação, a viscosidade, a tensão superficial, entre outras propriedades químicas, são diferentes para cada um dos líquidos. A evaporação química é um processo que vai depender do tipo de líquido entre outros fatores que são detalhados na próxima seção.

Fatores envolvidos na evaporação química

São inúmeros os fatores que influenciam o processo de evaporação, favorecendo ou inibindo esse processo. É o tipo de líquido, a temperatura, a presença de correntes de ar, a umidade, entre muitos outros fatores.

onatureza do líquido

Cada tipo de líquido terá sua própria força coesiva ou atrativa que existe entre as moléculas que o compõem. Em fluidos oleosos, como óleo, a evaporação geralmente ocorre em menor grau do que naqueles líquidos aquosos.

Por exemplo, na água as forças de coesão são representadas pelas ligações de hidrogênio que são estabelecidas entre suas moléculas. Os átomos de H e O que compõem uma molécula de água são mantidos juntos por ligações covalentes polares.

O oxigênio é mais eletronegativo do que o hidrogênio, o que torna mais fácil para uma molécula de água se ligar a outras moléculas.

A temperatura

A temperatura é um fator que afeta a energia cinética das moléculas que estão formando líquidos e gases. Existe uma energia cinética mínima necessária para que as moléculas escapem da superfície do líquido.

Em baixa temperatura, a porção de moléculas no líquido que tem energia cinética suficiente para evaporar é pequena. Em outras palavras, em baixa temperatura a evaporação do líquido será menor; e, portanto, a evaporação será mais lenta.

Em vez disso, a evaporação aumentará com o aumento da temperatura. Com o aumento da temperatura, a proporção de moléculas no líquido que adquirem a energia cinética necessária para evaporar também aumentará.

Recipiente fechado ou aberto

A evaporação química será diferente dependendo se o recipiente onde o líquido está localizado está fechado ou aberto exposto ao ar.

Se o líquido estiver em um recipiente fechado, as moléculas em evaporação retornam rapidamente ao líquido; isto é, eles se condensam quando colidem com um limite físico, como paredes ou uma tampa.

Um equilíbrio dinâmico é estabelecido neste recipiente fechado entre o processo de evaporação que o líquido sofre e o de condensação.

Se o recipiente estiver aberto, o líquido pode evaporar continuamente, mesmo em sua totalidade, dependendo do tempo de exposição ao ar. Em um recipiente aberto, não há oportunidade de se estabelecer um equilíbrio entre a evaporação e a condensação.

Quando o recipiente é aberto, o líquido é exposto a um ambiente que facilita a difusão das moléculas evaporadas. Além disso, as correntes de ar deslocam as moléculas evaporadas, substituindo-as por outros gases (principalmente nitrogênio e oxigênio).

Concentração de moléculas evaporadas

A concentração que existe na fase gasosa das moléculas em evaporação também é decisiva. Esse processo de evaporação diminuirá quando houver alta concentração da substância em evaporação no ar ou ambiente.

Além disso, quando há uma alta concentração de diferentes substâncias evaporadas no ar, a taxa de evaporação de qualquer outra substância diminui.

Essa concentração de substâncias evaporadas ocorre principalmente nos casos em que não há uma recirculação adequada do ar.

Pressão e área de superfície do líquido

Se houver menos pressão sobre as moléculas na superfície do líquido, a evaporação dessas moléculas será mais favorecida. Quanto maior a área de superfície do líquido exposto ao ar, mais rápida ocorrerá a evaporação.

Formulários

Resfriamento evaporativo

Já está claro que apenas as moléculas líquidas que aumentam sua energia cinética mudam sua fase líquida para a gasosa.. Simultaneamente, nas moléculas do líquido que não escapam, ocorre uma diminuição da energia cinética com a diminuição da temperatura.

A temperatura do líquido que ainda se conserva nesta fase cai, esfria; Este processo é denominado resfriamento evaporativo. Esse fenômeno explica porque o líquido sem evaporar ao esfriar pode absorver o calor do ambiente que o cerca.

Como mencionado acima, esse processo nos permite regular a temperatura corporal do nosso corpo. Também este processo de resfriamento evaporativo é utilizado para o resfriamento de ambientes por meio do uso de resfriadores evaporativos.

Secagem de materiais

-A evaporação a nível industrial é utilizada para a secagem de diversos materiais feitos de tecido, papel, madeira, entre outros.

-O processo de evaporação também serve para separar solutos como sais, minerais, entre outros solutos de soluções líquidas.

-A evaporação é usada para secar objetos, amostras.

-Permite a recuperação de muitas substâncias ou produtos químicos.

Secagem de substâncias

Esse processo é essencial para a secagem de substâncias em um grande número de laboratórios biomédicos e de pesquisa em geral.

Existem evaporadores centrífugos e rotativos que são usados para maximizar a remoção de solvente de várias substâncias ao mesmo tempo. Nestes aparelhos ou equipamentos especiais, as amostras são concentradas e, lentamente, submetidas a vácuo até o processo de evaporação.

Exemplos

-Um exemplo de evaporação química ocorre no corpo humano quando ocorre o processo de suor. Quando suando, o suor evapora, o corpo tende a esfriar e ocorre uma diminuição da temperatura corporal.

Este processo de evaporação do suor e consequente resfriamento corporal, contribui para a regulação da temperatura corporal.

-A secagem da roupa também é realizada graças ao processo de evaporação da água. As roupas são dispostas de forma que a corrente de ar desloque as moléculas gasosas e assim haja mais evaporação. A temperatura ou calor do ambiente e a pressão atmosférica também influenciam aqui.

-Na produção de produtos liofilizados que são armazenados e comercializados secos, como leite em pó, medicamentos, entre outros, ocorre também a evaporação. No entanto, esta evaporação é realizada sob vácuo e não devido ao aumento da temperatura.

Outros exemplos.

Referências

Chemistry LibreTexts. (20 de maio de 2018). Evaporação e condensação. Recuperado de: chem.libretexts.org
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