Liquefação

Liquefação, outro nome dado à condensação, é o processo de transformação da matéria do estado gasoso para o líquido. É um processo muito utilizado industrialmente por facilitar o transporte de gases. Uma aplicação diz respeito à produção do gás que utilizamos na cozinha, chamado de Gás Liquefeito do Petróleo (GLP). Então, vamos entender sobre este processo a seguir.

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O que é liquefação?

De modo geral, liquefação e condensação são sinônimos. Uma diferença técnica entre estes termos é o resultado de cada processo. A condensação é utilizada para nomear quando os vapores são convertidos em líquidos. Por sua vez, a liquefação aplica-se para o caso de conversão em gases. Entretanto, pelo fato de vapores serem considerados gases, os termos são usados como sinônimos.

Assim, como dito anteriormente, a transformação de uma substância no estado gasoso para o estado líquido é chamada de liquefação. É o processo diretamente inverso da vaporização. Ela ocorre por conta de dois fatores: a diminuição da temperatura ou o aumento da pressão de um gás. A variação desses fatores pode acontecer de maneira independente ou combinada para atingir a melhor condição na qual ocorrerá a liquefação.

Gás X vapor

Quando estudamos os estados físicos da matéria, aprendemos que existem três: o sólido, o líquido e o gasoso. Contudo, quando falamos de gases, é possível que uma substância se apresente na forma de gás ou vapor.

De acordo com a Teoria da Cinética, os gases são constituídos de moléculas que se encontram distantes umas das outras, onde praticamente não há interação entre elas. São substâncias fluidas que não possuem nem forma ou volume definidos.

Já os vapores dizem respeito às substâncias no estado gasoso que são facilmente liquefeitas, ou seja, é um gás instável. O vapor coexiste tanto com sólidos, como é o caso do gelo seco (dióxido de carbono sólido) ou líquidos (vapores de ácido nítrico fumegante), por exemplo.

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Processo de liquefação

A liquefação acontece por conta da diminuição da temperatura e/ou da pressão. Então, quando isso é feito, as moléculas da substância gasosa estão menos agitadas e mais próximas umas das outras. Tal atração é suficiente para causar a condensação do gás na forma líquida. Um exemplo prático é a liquefação da umidade do ar em torno de copos com algum líquido gelado. Quando o vapor d’água presente no ar entra em contato com a superfície do copo, ele é resfriado até o ponto em que condensa na forma de gotículas na parede do recipiente. A pressão na qual, em dadas temperaturas, um gás se liquefaz é chamada de pressão de vapor (Pv) e a temperatura em que esse fenômeno acontece é chamada de ponto de liquefação.

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Liquefação fracionada

É o processo de separação de uma mistura de gases que consiste na variação da temperatura e/ou pressão do sistema para que os gases constituintes sejam purificados separadamente. Isso só é possível por conta da propriedade das substâncias de possuírem pontos de liquefação e pressões de vapor diferentes. É um processo utilizado na separação de Nitrogênio e Oxigênio do ar atmosférico. Depois de liquefeito, o gás em questão (agora no estado líquido) passa por uma etapa de destilação fracionada que parte do princípio das diferentes temperaturas de ebulição das substâncias e, portanto, possibilitando, então, a separação completa.

Exemplos de liquefação

Como já comentado, a liquefação é um processo muito presente no cotidiano, vamos elencar agora alguns exemplos.

Gás Liquefeito do Petróleo (GLP)

O GLP nada mais é que o gás de cozinha. Ele é constituído de uma mistura de hidrocarbonetos (propano, butano, isobutano, propeno e buteno), além de um aditivo que garante o odor característico como medida de segurança (já que nenhum dos constituintes possuem odor), mantidos sobre uma altíssima pressão dentro dos botijões. Essa elevada pressão faz com que os gases estejam liquefeitos, facilitando no transporte e armazenamento. Quando abrimos a válvula de gás no fogão, a pressão dentro do botijão diminui e o líquido volta para o estado gasoso, possibilitando o uso do GLP.

Nitrogênio líquido

O nitrogênio líquido é a forma liquefeita do gás N₂. É obtido pela liquefação fracionada do ar atmosférico. É um líquido que possui ponto de ebulição de -196 ºC. Em outras palavras, o ponto de liquefação do gás N₂ é nessa temperatura. Por conta disso, é muito utilizado para congelar, quase que instantaneamente, qualquer material que contém água em sua composição ou em indústrias químicas, como uma fonte extremamente seca de nitrogênio, quando é convertido de volta para a forma gasosa, por exemplo.

Vídeos sobre a liquefação

Agora que já conhecemos sobre este processo de transformação da matéria, vamos ver alguns vídeos que abordam este assunto para entendermos melhor sobre os conceitos envolvidos.

Aula completa sobre liquefação

Nesta vídeo-aula, o professor Totti explica como identificar a diferença entre gás e vapor de maneira didática, ao mesmo tempo que, nos ensina a interpretar um diagrama de fases.

Liquefação do oxigênio

Neste vídeo, temos uma experiência que mostra como é possível liquefazer o gás oxigênio presente na atmosfera pelo seu resfriamento com Nitrogênio líquido.

Nuvem na garrafa PET

Por fim, nesta outra experiência, Iberê nos ensina a fazer nossa própria nuvem dentro de uma garrafa PET, ao fazer com que os vapores de álcool sejam liquefeitos com o aumento da pressão dentro da garrafa.

Em conclusão, como podemos observar, a liquefação é um processo que está presente no nosso cotidiano. Ela pode ser atingida em condições determinadas de temperatura e pressão. Não pare seus estudos aqui, estude também sobre o processo inverso da liquefação, a vaporização.

Referências