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Estado Líquido


  Bioquímica

As moléculas que formam as substâncias se atraem reciprocamente sob a ação de forças de intensidade variável. Em certas condições físicas, tais forças impedem o livre deslocamento das moléculas e o corpo por elas constituído atinge o estado sólido. Se, no entanto, o deslocamento ocorre, a matéria atinge um estado de transição entre o sólido e o gasoso chamado líquido, que é o padrão intermediário entre os estados de agregação da matéria.

Líquido é um fluido que sofre a ação de forças de coesão pouco intensas e se adapta ao recipiente que o contém, embora não possa expandir-se indefinidamente. Em condições normais, o sólido transforma-se em líquido quando absorve calor até atingir o ponto de fusão. A densidade do líquido é em geral pouco menor que a do sólido e a fusão se dá normalmente com aumento de volume. Existem, no entanto, substâncias como o gelo e alguns compostos de gálio, germânio, silício e bismuto que se contraem no processo de fusão.


Interpretação física e química

Nos gases, a energia potencial -- capacidade de realizar um trabalho mecânico em decorrência da posição e massa de um corpo -- é desprezível por estarem as moléculas distribuídas ao acaso, enquanto os sólidos têm energia potencial porque seus átomos formam uma rede tridimensional ordenada.

s líquidos não apresentam a regularidade dos sólidos nem a desordem molecular dos gases, mas suas moléculas sofrem forças de atração e repulsão de moderada intensidade. Graças à energia cinética (energia produzida pelo movimento), cada uma de suas moléculas se movimenta de maneira relativamente independente das outras. Assim, os líquidos tomam a forma do recipiente que os contém, embora, em virtude da tensão superficial, tendam à esfericidade e formem gotas quando seu volume é muito reduzido.

A relação entre sólidos e líquidos foi descoberta  no século III a.C. por Arquimedes. Constatando, ao tomar banho, que se sentia mais leve dentro d`água, ele formulou o conceito de empuxo, isto é, força vertical de baixo para cima que o líquido exerce sobre o corpo nele imerso. A intensidade dessa força equivale ao peso do fluido deslocado. O empuxo se expressa segundo a fórmula:

E = do Vg.g


Em que do é a densidade do líquido, Vg o volume imerso do corpo e g, a aceleração da gravidade.

Diz-se que um líquido molha a parede de um recipiente que o contém quando sua superfície forma com ela um ângulo inferior a noventa graus e fica mais alto junto à parede do que no centro da superfície livre. Num recipiente molhado pelo líquido, este sobe espontaneamente na parede porque as forças que agem entre as moléculas do líquido e as da parede são superiores às forças intermoleculares do líquido. Os líquidos que não molham formam com a parede um ângulo de contato maior que noventa graus, razão pela qual ficam em nível mais baixo junto da parede do que no centro da superfície livre. Nesse caso, as forças de atração entre as moléculas são maiores que as existentes entre o líquido e a parede.


Teoria do estado líquido

As teorias relativas aos líquidos baseiam-se em dois modelos fundamentais: (1) o que representa um líquido como se fosse um gás denso, o que permite calcular suas propriedades termodinâmicas e mecânicas por meio da interação molecular; e (2) o que considera o estado líquido próximo de um estado cristalino estruturalmente desordenado. Nesse caso, a mínima ordem molecular dos líquidos é considerada como análoga à dos cristais, mas isto só tem validade para as pequenas distâncias intermoleculares.


As forças que mantêm a coesão dos líquidos pertencem a seis categorias:

  1. As forças de Van der Waals, débeis e de curto alcance, características de sistemas eletricamente neutros, como os gases nobres;
  2. A interação quadrupolar, que ocorre na presença de um quadrupolo, reunião de dois dipolos ou quatro cargas, de modo que seus efeitos tenderiam a se cancelar mutuamente mas não o fazem exatamente, como ocorre no hidrogênio e oxigênio líquidos;
  3. Interação coulombiana, forças de longo alcance entre cargas elétricas existentes nos metais líquidos, como o mercúrio e o sódio líquido;
  4. Interação dipolar,   maior que a de Van der Waals, que ocorre, por exemplo, no bromo;
  5. Ligação pelo hidrogênio, mediante a qual as moléculas de água se agrupam em conglomerados, o que lhes confere propriedades específicas em relação aos outros líquidos, como a notável capacidade de aderir a grande variedade de substâncias; e
  6. Transição de fase, potencialidade que possuem os corpos de mudar de estado físico e, conseqüentemente, ter alteradas suas propriedades.


Mudanças de estado

A variação da temperatura da matéria ocasiona os fenômenos conhecidos como mudanças nos estados de agregação. Os fenômenos relacionados ao estado líquido são fusão, ou passagem de sólido a líquido; solidificação, que é o processo inverso; vaporização, ou passagem do estado líquido ao gasoso, por ebulição ou evaporação; e condensação, que é a passagem do estado gasoso a líquido. O ponto de fusão, ou seja, temperatura em que ocorre a passagem de sólido a líquido, é um valor específico e constante para cada substância, embora variável em função da pressão externa.


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