A conservação de vacinas, medicamentos biológicos e amostras utilizadas em pesquisas médicas frequentemente emprega a técnica de liofilização, processo no qual a água é removida por sublimação, aumentando a estabilidade e o tempo de armazenamento desses materiais. Para definir as condições adequadas de temperatura e a pressão durante esse procedimento, pesquisadores utilizam o diagrama de fases da água. Considerando as informações apresentadas no diagrama e nas mudanças de estado físico, conclui-se que:

Questão

A conservação de vacinas, medicamentos biológicos e amostras utilizadas em pesquisas médicas frequentemente emprega a técnica de liofilização, processo no qual a água é removida por sublimação, aumentando a estabilidade e o tempo de armazenamento desses materiais. Para definir as condições adequadas de temperatura e a pressão durante esse procedimento, pesquisadores utilizam o diagrama de fases da água.

Considerando as informações apresentadas no diagrama e nas mudanças de estado físico, conclui-se que:

Imagem 1

Diagrama de fases da água: eixo x Temperatura (°C) de -20 até 100; eixo y Pressão (atm) em escala logarítmica (0,001 até 1000). Curvas: a = sublimação (sólido → gasoso), b = fusão (sólido → líquido), c = vaporização (líquido → gasoso). Ponto O: ponto triplo (≈ 0,01 °C e 0,006 atm). Ponto crítico indicado na região de altas temperaturas e pressões; pontos 1, 2 e 3 marcados sobre as curvas.

Alternativas

A) O ponto O representa o ponto triplo da água, condição única de temperatura e pressão na qual as fases sólida, líquida e gasosa coexistem em equilíbrio.

B) A região denominada "Líquido" corresponde às condições em que coexistem simultaneamente as fases sólida, líquida e gasosa.

C) O ponto O representa o ponto crítico da água, condição na qual as fases líquida e gasosa tornam-se indistinguíveis.

D) A curva identificada por "c" corresponde à transformação entre os estados sólido e líquido.

E) O ponto 3 indica a temperatura de fusão da água à pressão atmosférica.

Explicação

No diagrama de fases, o ponto triplo é o ponto onde as três curvas de equilíbrio (sublimação: sólido↔gás; fusão: sólido↔líquido; vaporização: líquido↔gás) se encontram. Nesse ponto, as três fases sólida, líquida e gasosa coexistem em equilíbrio em um único par (T, P).

Analisando as alternativas com base no diagrama:

  • A) Verdadeira. O ponto O está exatamente na interseção das três curvas e está identificado como ponto triplo, em torno de 0,01 ∘C0{,}01\ ^\circ\text{C} e ≈0,006 atm\approx 0{,}006\ \text{atm}.
  • B) Falsa. A região “Líquido” indica condições em que a fase líquida é estável; coexistência de três fases ocorre apenas no ponto triplo, não em uma região.
  • C) Falsa. O ponto crítico fica em altas temperaturas e pressões, no fim da curva de vaporização; não é o ponto O.
  • D) Falsa. A curva c no diagrama é a de vaporização (líquido↔gás), não a de fusão (sólido↔líquido).
  • E) Falsa. O ponto 3 está sobre a curva de vaporização próximo de 1 atm, indicando a temperatura de ebulição (≈ 100 °C a 1 atm), e não a temperatura de fusão.

Alternativa correta: A.

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