O estado líquido da matéria é uma fase intermédia entre o sólido e o gás. Como as partículas de um sólido, as partículas de um líquido estão sujeitas à atração intermolecular; entretanto, as partículas líquidas têm mais espaço entre elas, de modo que não estão fixas na posição. A atração entre as partículas de um líquido mantém o volume do líquido constante.
O movimento das partículas faz com que o líquido seja variável em forma. Os líquidos fluem e enchem a porção mais baixa de um recipiente, assumindo a forma do recipiente mas não mudando de volume. A quantidade limitada de espaço entre as partículas significa que os líquidos têm apenas uma compressibilidade muito limitada.
Coesão e aderência
Cohesão é a tendência para o mesmo tipo de partículas serem atraídas umas pelas outras. Esta “aderência” coesiva é responsável pela tensão superficial de um líquido. A tensão superficial pode ser pensada como uma “pele” muito fina de partículas que são mais fortemente atraídas umas pelas outras do que pelas partículas que as rodeiam. Desde que estas forças de atração não sejam perturbadas, elas podem ser surpreendentemente fortes. Por exemplo, a tensão superficial da água é suficientemente grande para suportar o peso de um insecto como um skipper de água. A água é o líquido não metálico mais coeso, de acordo com o U.S. Geological Survey.
Forças adesivas são maiores sob a superfície do líquido, onde as partículas são atraídas umas para as outras por todos os lados. As partículas na superfície são mais fortemente atraídas para as partículas idênticas dentro do líquido do que para o ar circundante. Isto explica a tendência dos líquidos para formar esferas, a forma com a menor quantidade de superfície. Quando estas esferas líquidas são distorcidas pela gravidade, elas formam a forma clássica de gota de chuva.
A adesão é quando existem forças de atração entre diferentes tipos de partículas. As partículas de um líquido não só serão atraídas umas pelas outras, mas são geralmente atraídas pelas partículas que compõem o recipiente que contém o líquido. As partículas do líquido são desenhadas acima do nível da superfície do líquido nas bordas onde estão em contato com os lados do recipiente.
A combinação de forças coesivas e adesivas significa que existe uma ligeira curva côncava, conhecida como menisco, na superfície da maioria dos líquidos. A medição mais precisa do volume de um líquido num cilindro graduado será observada observando as marcas de volume mais próximas do fundo deste menisco.
A aderência também é responsável pela acção capilar quando um líquido é arrastado para um tubo muito estreito. Um exemplo de acção capilar é quando alguém recolhe uma amostra de sangue ao tocar num minúsculo tubo de vidro na ponta de um dedo perfurado.
Viscosidade
Viscosidade é uma medida de quanto um líquido resiste a fluir livremente. Diz-se que um líquido que flui muito lentamente é mais viscoso do que um líquido que flui fácil e rapidamente. Uma substância com baixa viscosidade é considerada mais fina do que uma substância com viscosidade mais alta, que geralmente é pensada como sendo mais espessa. Por exemplo, o mel é mais viscoso do que a água. O mel é mais espesso do que a água e flui mais lentamente. A viscosidade pode geralmente ser reduzida através do aquecimento do líquido. Quando aquecidas, as partículas do líquido se movem mais rapidamente, permitindo que o líquido flua mais facilmente.
Evaporação
Porque as partículas de um líquido estão em constante movimento, elas irão colidir umas com as outras, e com os lados do recipiente. Tais colisões transferem energia de uma partícula para outra. Quando energia suficiente é transferida para uma partícula na superfície do líquido, esta acabará por ultrapassar a tensão superficial que a prende ao resto do líquido. A evaporação ocorre quando as partículas da superfície ganham energia cinética suficiente para escapar do sistema. À medida que as partículas mais rápidas escapam, as partículas restantes têm menor energia cinética média, e a temperatura do líquido arrefece. Este fenômeno é conhecido como resfriamento evaporativo.
Volatilidade
Volatilidade pode ser pensada como a probabilidade de uma substância se vaporizar a temperaturas normais. Volatilidade é mais frequentemente uma propriedade dos líquidos, mas alguns sólidos altamente voláteis podem ser sublimes à temperatura ambiente normal. A sublimação acontece quando uma substância passa diretamente do estado sólido para o estado gasoso sem passar pelo estado líquido.
Quando um líquido evapora dentro de um recipiente fechado, as partículas não podem escapar do sistema. Algumas das partículas evaporadas eventualmente entrarão em contato com o líquido remanescente e perderão energia suficiente para condensar de volta no líquido. Quando a taxa de evaporação e a taxa de condensação forem as mesmas, não haverá diminuição líquida da quantidade de líquido.
A pressão exercida pelo equilíbrio vapor/líquido no recipiente fechado é chamada pressão de vapor. Aumentar a temperatura do sistema fechado irá aumentar a pressão do vapor, de acordo com o departamento de química da Universidade Purdue. Substâncias com altas pressões de vapor podem formar uma alta concentração de partículas de gás acima do líquido em um sistema fechado. Isto pode ser um risco de incêndio se o vapor for inflamável. Qualquer pequena faísca, mesmo que ocorra devido ao atrito entre as próprias partículas de gás, pode ser suficiente para causar um incêndio catastrófico ou mesmo uma explosão. A Administração de Segurança e Saúde Ocupacional dos Estados Unidos (OSHA) requer que as Fichas de Segurança e Dados de Material forneçam informações sobre a volatilidade e inflamabilidade dos líquidos para ajudar a prevenir a ocorrência de acidentes.
Leitura adicional
- Florida State University Chemistry & Biochemistry: Propriedades dos Líquidos
- Chem4Kids.com: Noções básicas de Líquidos
- A Escola de Ciências da Água USGS