A sublimação é um dos processos de transformação física da matéria e ocorre quando há a passagem de uma substância do estado sólido diretamente para o estado gasoso, sem que passe pelo estado líquido. Ela ocorre em determinadas condições de temperatura e pressão para cada substância e pode ser identificada pelo respectivo diagrama de fase, na região abaixo do ponto triplo.
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Resumo sobre sublimação
- A sublimação é um fenômeno físico.
- Sublimação é transição da fase sólida diretamente para a fase gasosa, sem passar pela fase líquida.
- A passagem da fase sólida para a fase gasosa também pode acontecer e é denominada ressublimação.
- No diagrama de fases para uma substância, a sublimação ocorre abaixo do ponto triplo.
- O gelo seco (CO2 sólido) sublima em temperatura ambiente, tornando-se CO2 gasoso.
- A naftalina também sofre sublimação em temperatura ambiente.
O que é sublimação?
Sublimação é a transição de fase do estado sólido para o estado gasoso, sem passar por uma fase líquida intermediária, como indicado no diagrama de estados físicos da matéria abaixo:
Um bom exemplo de sublimação é o caso do gelo seco, que identificamos como uma névoa branca utilizada em shows, apresentações, filmes e em laboratórios de análises e de pesquisa.
O termo “sublimação” apenas é empregado para indicar mudanças físicas de fase sólida para fase gasosa. Não é correto empregá-lo para se referir à transformação de um sólido em um gás durante uma reação química.
Como funciona a sublimação?
A sublimação é um processo endotérmico que ocorre pela absorção de calor. Essa energia térmica é suficiente para que as moléculas da substância superem as forças de atração das moléculas vizinhas e “escapem” para a fase de vapor.
O calor necessário para uma substância sublimar é chamado entalpia de sublimação e pode ser matematicamente determinado pela adição da entalpia de fusão e da entalpia de vaporização.
A sublimação ocorre apenas em determinadas condições de temperaturas e pressão. O diagrama de fases de uma substância permite a identificação das condições necessárias para que ocorra a sublimação, sempre abaixo do ponto triplo. O ponto triplo é a menor temperatura em que uma substância pode existir como líquido.
Vejamos abaixo o diagrama de fases para o dióxido de carbono. O gelo seco é dióxido de carbono sólido, congelado em temperatura inferior a -78 °C e mantido sob pressão (parte vermelha do gráfico abaixo). Ao entrar em contato com a atmosfera, sofrendo despressurização e experimentando temperaturas superiores a -78 °C, o dióxido de carbono sublima, passando diretamente para o estado vapor (parte rosa do gráfico).
O CO2 apenas existiria no estado líquido em pressões acima de 5 atm, que é cinco vezes a pressão normal na crosta terrestre, ou seja, uma pressão bem alta.
A temperatura em que ocorre a sublimação é chamada de ponto de sublimação e equivale à temperatura em que a pressão de vapor do sólido se iguala à pressão aplicada.
Quais são os tipos de sublimação?
Existem dois tipos de sublimação, sendo eles os seguintes:
- Sublimação direta ou apenas sublimação: é caracterizada pela passagem do estado sólido diretamente para o estado líquido.
- Sublimação inversa ou ressublimação: o processo oposto da sublimação também existe e ocorre quando uma substância na fase gasosa sofre uma mudança de estado físico, assumindo o estado sólido.
Importante: Alguns livros consideram o termo sublimação para se referir aos dois processos.
Exemplos de sublimação
Várias substâncias do nosso cotidiano passam pelo fenômeno da sublimação. A água, por exemplo, possui ponto triplo em 0,01 °C e 0,006 bar. Portanto, em condições abaixo disso, a água pode passar do estado gasoso diretamente para o estado de vapor. Uma condição ideal para acontecer a sublimação do gelo é o pico de montanhas altas, reunindo uma combinação entre baixas temperaturas e baixas pressões.
A liofilização de alimentos é uma técnica de conservação que usa sublimação, usada para estender o tempo de comercialização de alguns produtos, e ocorre pelo congelamento do produto sob vácuo. Nesse procedimento, a água, que está na forma de gelo (sólida), é sublimada, tornando-se gás.
A sublimação é usada em laboratórios de química e na indústria como um processo de purificação de substâncias sólidas. Nesse caso, o sólido é aquecido até iniciar a sua vaporização e, posteriormente, é induzida a ressublimação (sublimação inversa) sobre uma superfície fria posicionada acima do recipiente original, na qual se deposita a substância no estado sólido, deixando as impurezas no recipiente original. A vantagem dessa técnica é a não necessidade de solventes, eliminando etapas adicionais ao processo.
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Exercícios resolvidos sobre sublimação
Questão 1
(IFMT) O gelo seco não é a água no estado sólido, e sim o dióxido de carbono (CO2) sólido. Considerando que a temperatura na superfície de um bloco de gelo-seco é de -78,5 ºC. À medida que o gelo-seco é aquecido, ele se transforma diretamente em dióxido de carbono gasoso e não em líquido. Sobre esse fenômeno, assinale a alternativa correta.
A) O gelo seco passa por uma transformação química, denominada sublimação.
B) O gelo seco passa por uma transformação física, denominada sublimação.
C) O gelo seco passa por uma transformação física, denominada evaporação.
D) O gelo seco passa por uma transformação química, denominada solidificação.
E) O gelo seco passa por uma transformação física, denominada ebulição.
Resolução:
Alternativa B
A mudança de estado físico da matéria que envolve a passagem da fase sólida diretamente para a fase gasosa é conhecida como sublimação. Esse fenômeno é de caráter físico, pois não há alteração da composição química da substância, apenas mudança de agregação entre as suas partículas.
Questão 2
(Unitins) As mudanças de estado físico ou de agregação acontecem quando a temperatura ou a pressão são alteradas, aumentadas ou diminuídas. A sublimação é um dos cinco processos de transformação da matéria e, como exemplo, tem-se:
A) Aquecimento do metal ferro a 1500 °C.
B) Secagem de roupa no varal.
C) Transformação de flocos de neve em vapor d’agua.
D) Gotas de água aspergidas em uma chapa quente.
E) Congelamento da água no congelador.
Resolução:
Alternativa C
A sublimação é o processo de transformação de fase do estado sólido diretamente para o estado gasoso, sem passar pelo estado líquido. Entre as alternativas, o único exemplo de sublimação é a transformação de flocos de neve (sólido) em vapor d’agua (estado gasoso).
