Estado líquido

Seite 1

Estado líquido Punto de ebullición y presión de vapor

La presión de vapor de un

líquido (Pv) es la presión ejercida por el vapor de ese líquido a una

temperatura determinada, en un recipiente cerrado, sobre las paredes del

líquido y sobre la propia superficie del líquido, encontrándose ambas fases en

equilibrio.

A nivel molecular, la presión de

vapor puede explicarse en forma teórica por el modelo cinético-molecular de los

gases. Según este modelo, la presión es ejercida por los choques de las

moléculas de vapor con la superficie del líquido o con las paredes del

recipiente.

Experimentalmente se encuentra

que la presión de vapor de un líquido aumenta al aumentar la temperatura. Esto

se explica considerando que al aumentar la temperatura aumenta la energía

cinética de las moléculas tanto del vapor como del líquido, lo cual determina

que haya dos factores incidiendo en el

aumento de la presión de vapor. Por un lado, en el vapor, al aumentar la

temperatura aumentará la energía cinética promedio delas partículas, aumentando

así la cantidad de choques y el impulso de los mismos. Por el otro lado, en el

líquido, al aumentar la energía cinética promedio de las moléculas, aumentará

también la cantidad de moléculas con energía suficiente para escapar a la fase

de vapor, aumentando así la cantidad de moléculas en esta fase.

Si se grafica Pv en función de la

temperatura se obtiene una curva de tipo exponencial como la que se muestra en la figura. También puedes acceder aquí a un simulado que muestra esta relación explicándola desde el punto de vista corpuscular y el macroscópico.

Además de la temperatura, la

presión de vapor de un líquido depende de la naturaleza de la sustancia. Cuanto

mayor sean las fuerzas intermoleculares del líquido, menor será la presión de

vapor a una temperatura determinada, pues se requerirá mayor energía para

lograr que las moléculas pasen a la fase de vapor. Fuera de estos dos factores,

la presión de vapor de un líquido no depende de ningún otro.

Cuando la presión de

vapor un líquido iguala a la presión

atmosférica, el líquido entra en ebullición, es decir se comienzan a formar

burbujas de vapor en todo el líquido, y no solo a nivel de la superficie como

sucede en la evaporación. Que el líquido entre en ebullición, por lo tanto,

depende de que se encuentre a una temperatura lo suficientemente elevada para

que su presión de vapor iguale a la presión atmosférica. Si la presión

atmosférica es baja se el líquido hervirá a una temperatura más baja. Por

ejemplo al subir una montaña el agua hierve a menor temperatura porque la

presión es menor. Por ello en la montaña se necesita mayor tiempo para cocer

los alimentos ya que hierven a menor temperatura. En este principio se basa

también el uso de la olla a presión. En esta se hace hervir el agua a una

presión más elevada que la normal para que el punto de ebullición sea mayor y

así los alimentos se cocinen más rápido. De hecho los incas fueron los

creadores de un tipo de olla a presión para solucionar el problema de cocer los

alimentos en la altitud.

A la temperatura que un líquido

hierve, a cualquier temperatura, se le llama punto de ebullición (Peb.).

Si la presión es de una atmósfera (760 torr) se define como punto de

ebullición normal de dicho líquido (¨Peb. Normal).

En resumen, el punto de

ebullición de un líquido depende de dos factores: la presión externa y la

naturaleza del líquido. Cuando mayores sean las fuerzas de atracción entre las

partículas que forman el líquido, mayor será su punto de ebullición.

Aquí puedes acceder un applet que muestra muy bien la relación entre la presión de vapor y la temperatura, desde el punto de vista corpuscular y el macroscópico.

https://www.youtube.com/watch?v=ww6ATM_g5EE (Einbetten)