fbpx
Wikipedia

Punto de ebullición

El punto de ebullición de una sustancia es la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido es igual a la presión que rodea al líquido y se transforma en vapor.

Agua hirviendo

El punto de ebullición de un líquido varía según la presión ambiental que lo rodea. Un líquido en un vacío parcial tiene un punto de ebullición más bajo que cuando ese líquido está a la presión atmosférica. Un líquido a alta presión tiene un punto de ebullición más alto que cuando ese líquido está a la presión atmosférica. Por ejemplo, el agua hierve a 100 °C (212 °F) a nivel del mar, pero a 93.4 °C (200.1 °F) a 1,905 metros (6,250 pies) de altitud. Para una presión dada, diferentes líquidos hervirán a diferentes temperaturas.

El punto de ebullición normal (también llamado punto de ebullición atmosférico o punto de ebullición a presión atmosférica) de un líquido es el caso especial en el que la presión de vapor del líquido es igual a la presión atmosférica definida a nivel del mar, 1 atmósfera.​ A esa temperatura, la presión de vapor del líquido llega a ser suficiente para superar la presión atmosférica y permitir que se formen burbujas de vapor dentro de la mayor parte del líquido. El punto de ebullición estándar ha sido definido por IUPAC desde 1982 como la temperatura a la cual ocurre la ebullición bajo una presión de 1 bar.

El calor de vaporización es la energía requerida para transformar una cantidad dada (un mol, kg, libra, etc.) de una sustancia de un líquido en un gas a una presión dada (a menudo presión atmosférica).

Los líquidos pueden transformarse en vapor a temperaturas por debajo de sus puntos de ebullición a través del proceso de evaporación. La evaporación es un fenómeno de superficie en el que las moléculas ubicadas cerca del borde del líquido, que no están contenidas por suficiente presión de líquido en ese lado, se escapan a los alrededores como vapor. Por otro lado, la ebullición es un proceso en el cual las moléculas en cualquier parte del líquido se escapan, lo que resulta en la formación de burbujas de vapor dentro del líquido.

Puntos de fusión en azul y puntos de ebullición en rosa de los primeros ocho ácidos carboxílicos (en °C).
Animación de la ebullición del agua.

La temperatura de una sustancia o cuerpo depende de la energía cinética media de las moléculas. A temperaturas inferiores al punto de ebullición, solo una pequeña fracción de las moléculas en la superficie tiene energía suficiente para romper la tensión superficial y escapar. Este incremento de energía constituye un intercambio de calor que da lugar al aumento de la entropía del sistema (tendencia al desorden de los puntos materiales que componen su cuerpo).

El punto de ebullición depende de la masa molecular de la sustancia y del tipo de las fuerzas intermoleculares de esta sustancia. Para ello se debe determinar si la sustancia es covalente polar, covalente no polar, y determinar el tipo de enlaces (dipolo permanente —dipolo inducido o puentes de hidrógeno—).

El punto de ebullición no puede elevarse en forma indefinida. Conforme se aumenta la presión, la densidad de la fase gaseosa aumenta hasta que, finalmente, se vuelve indistinguible de la fase líquida con la que está en equilibrio; esta es la temperatura crítica, por encima de la cual no existe una fase líquida clara. El helio tiene el punto normal de ebullición más bajo (–268,9 °C) de los correspondientes a cualquier sustancia y el wolframio, el más alto (5930 °C).

Índice

En las tablas termodinámicas de productos químicos, no se indica todo el diagrama de fase, solo la temperatura de ebullición en el estado estándar, es decir, con una presión de una atmósfera (1013,25 hPa). Este punto de ebullición se denomina punto de ebullición normal y la Temperatura de ebullición normal. El término punto de ebullición se utiliza a menudo para referirse al punto de ebullición normal.

La siguiente tabla muestra las temperaturas de ebullición​ en el estado estándar (1 atm) en °C:

H
−252,8
He
−268,9
Li
1342
Be
2471
B
4000
C
3825
N
−195,8
O
−183
F
−188,1
Ne
−246,1
Na
882,9
Mg
1090
Al
2519
Si
3265
P
280,5
S
444,6
Cl
−34
Ar
−185,8
K
759
Ca
1484
Sc
2836
Ti
3287
V
3407
Cr
2671
Mn
2061
Fe
2861
Co
2927
Ni
2913
Cu
2562
Zn
907
Ga
2204
Ge
2833
As
616
Se
685
Br
58,8
Kr
−153,3
Rb
688
Sr
1382
Y
3345
Zr
4409
Nb
4744
Mo
4639
Tc
4265
Ru
4150
Rh
3695
Pd
2963
Ag
2162
Cd
767
In
2072
Sn
2602
Sb
1587
Te
988
I
184,4
Xe
−108,1
Cs
671
Ba
1897
*
Hf
4603
Ta
5458
W
5930
Re
5627
Os
5012
Ir
4428
Pt
3825
Au
2856
Hg
356,6
Tl
1473
Pb
1749
Bi
1564
Po
962
At Rn
−61,7
Fr
677
Ra
1737
**
Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
*
La
3464
Ce
3443
Pr
3520
Nd
3074
Pm
3000
Sm
1794
Eu
1529
Gd
3273
Tb
3230
Dy
2567
Ho
2700
Er
2868
Tm
1950
Yb
1196
Lu
3402
**
Ac
3198
Th
4788
Pa
4027
U
4131
Np
4273
Pu
3228
Am
2011
Cm
3100
Bk Cf Es Fm Md No Lr


Demostración del punto de ebullición más bajo del agua a una presión más baja, obtenida mediante el uso de una bomba de vacío.

Un líquido saturado contiene tanta energía térmica como puede sin hervir (o, a la inversa, un vapor saturado contiene la menor energía térmica posible sin condensación).

La temperatura de saturación significa punto de ebullición. La temperatura de saturación es la temperatura para una presión de saturación correspondiente a la que un líquido hierve en su fase de vapor. Se puede decir que el líquido está saturado de energía térmica. Cualquier adición de energía térmica resulta en una transición de fase.

Si la presión en un sistema permanece constante (isobárica), un vapor a temperatura de saturación comenzará a condensarse en su fase líquida a medida que se elimina la energía térmica (calor). De manera similar, un líquido a temperatura y presión de saturación hervirá en su fase de vapor a medida que se aplique energía térmica adicional.

El punto de ebullición corresponde a la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido es igual a la presión ambiental circundante. Por lo tanto, el punto de ebullición depende de la presión. Los puntos de ebullición pueden publicarse con respecto al NIST, presión estándar de EE. UU. De 101.325 kPa (o 1 atm), o la presión estándar IUPAC de 100 000 kPa. En elevaciones más altas, donde la presión atmosférica es mucho menor, el punto de ebullición también es menor. El punto de ebullición aumenta con el aumento de la presión hasta el punto crítico, donde las propiedades del gas y del líquido se vuelven idénticas. El punto de ebullición no se puede aumentar más allá del punto crítico. Del mismo modo, el punto de ebullición disminuye con la presión decreciente hasta que se alcanza el punto triple. El punto de ebullición no puede reducirse por debajo del punto triple.

Si se conoce el calor de vaporización y la presión de vapor de un líquido a una cierta temperatura, el punto de ebullición se puede calcular utilizando la ecuación de Clausius-Clapeyron, por lo tanto:

T B = ( 1 T 0 R ln ( P P 0 ) Δ H v ) 1 {\displaystyle T_{B}={\Bigg (}{\frac {1}{T_{0}}}-{\frac {R\ \ln({\frac {P}{P_{0}}})}{\Delta H_{v}}}{\Bigg )}^{-1}}
Símbolo Nombre Valor Unidad
T B {\displaystyle T_{B}} Punto de ebullición normal K
T 0 {\displaystyle T_{0}} Temperatura conocida K
P 0 {\displaystyle P_{0}} Presión conocida Pa
P {\displaystyle P} Presión de vapor a T 0 {\displaystyle T_{0}} Pa
R {\displaystyle R} Constante universal de los gases 8.314 J / (mol K)
Δ H v {\displaystyle \Delta H_{v}} Entalpía de vaporización J / mol

La presión de saturación es la presión para una temperatura de saturación correspondiente a la que un líquido hierve en su fase de vapor. La presión de saturación y la temperatura de saturación tienen una relación directa: a medida que aumenta la presión de saturación, también lo hace la temperatura de saturación.

Si la temperatura en un sistema permanece constante (un sistema isotérmico), el vapor a presión y temperatura de saturación comenzará a condensarse en su fase líquida a medida que aumenta la presión del sistema. De manera similar, un líquido a presión y temperatura de saturación tenderá a destellar en su fase de vapor a medida que disminuye la presión del sistema.

Existen dos convenciones con respecto al punto de ebullición estándar del agua: el punto de ebullición normal es 99.97 ° C (211.9 ° F) a una presión de 1 atm (es decir, 101.325 kPa). El punto de ebullición estándar recomendado por la IUPAC del agua a una presión estándar de 100 kPa (1 bar) es de 99.61 ° C (211.3 ° F). .​ A modo de comparación, en la cima del monte Everest, a una elevación de 8,848 m (29,029 ft), la presión es de aproximadamente 34 kPa (255 Torr) y el punto de ebullición del agua es de 71 ° C (160 ° F). .​ La escala de temperatura Celsius se definió hasta 1954 por dos puntos: 0 ° C se definió por el punto de congelación del agua y 100 ° C se definió por el punto de ebullición del agua a la presión atmosférica estándar.

Una tabla de presión de vapor en escala logarítmica para varios líquidos

Cuanto mayor sea la presión de vapor de un líquido a una temperatura dada, menor será el punto de ebullición normal (es decir, el punto de ebullición a presión atmosférica) del líquido.

El gráfico de presión del vapor a la derecha ha graphs de las presiones de vapor versus temperaturas para una variedad de líquidos.​ Cuando puede ser visto en el gráfico, los líquidos con las presiones de vapor más altas tienen el más bajos normales hirviendo puntos.

Por ejemplo, en cualquier temperatura dada, cloruro de metilo tiene la presión de vapor más alta de cualquier de los líquidos en el gráfico. También tiene el más bajo normal hirviendo punto (−24.2 °C), el cual es donde la curva de presión del vapor de cloruro de metilo (la línea azul) cruza la línea de presión horizontal de una atmósfera (atm) de presión de vapor absoluto.

El punto crítico de un líquido es la temperatura más alta (y la presión) a la que realmente hervirá.

El elemento con el punto de ebullición más bajo es el helio. Tanto los puntos de ebullición de renio como de tungsteno superan los 5000 K a presión estándar; Debido a que es difícil medir temperaturas extremas precisamente sin sesgo, ambos han sido citados en la literatura por tener un punto de ebullición más alto.

Como puede verse en la gráfica anterior del logaritmo de la presión de vapor frente a la temperatura para cualquier compuesto químico puro dado, su punto de ebullición normal puede servir como una indicación de la volatilidad general de ese compuesto. Un compuesto puro dado tiene solo un punto de ebullición normal, si lo hubiera, y el punto de ebullición y el punto de fusión normales de un compuesto pueden servir como propiedades físicas características de ese compuesto, enumeradas en los libros de referencia. Cuanto más alto sea el punto de ebullición normal de un compuesto, menos volátil será el compuesto en general y, a la inversa, cuanto más bajo sea el punto de ebullición normal de un compuesto, más volátil será el compuesto en general. Algunos compuestos se descomponen a temperaturas más altas antes de alcanzar su punto de ebullición normal, o incluso a veces su punto de fusión. Para un compuesto estable, el punto de ebullición varía desde su punto triple hasta su punto crítico, dependiendo de la presión externa. Más allá de su punto triple, el punto de ebullición normal de un compuesto, si lo hubiera, es más alto que su punto de fusión. Más allá del punto crítico, las fases líquidas y de vapor de un compuesto se fusionan en una sola fase, que puede denominarse gas sobrecalentado. A cualquier temperatura dada, si el punto de ebullición normal de un compuesto es más bajo, ese compuesto generalmente existirá como un gas a la presión externa atmosférica. Si el punto de ebullición normal del compuesto es mayor, entonces ese compuesto puede existir como un líquido o sólido a esa temperatura dada a la presión externa atmosférica, y así existirá en equilibrio con su vapor (si es volátil) si sus vapores están contenidos. Si los vapores de un compuesto no están contenidos, algunos compuestos volátiles pueden evaporarse a pesar de sus puntos de ebullición más altos.

Puntos de ebullición de alcanos, alquenos, éteres, haloalcanos, aldehídos, cetonas, alcoholes y ácidos carboxílicos como función de su masa molar

En general, los compuestos con enlaces iónicos tienen puntos de ebullición normales altos, si no se descomponen antes de alcanzar temperaturas tan altas. Muchos metales tienen altos puntos de ebullición, pero no todos. Generalmente, en compuestos con moléculas unidas covalentemente, a medida que aumenta el tamaño de la molécula (o masa molecular), aumenta el punto de ebullición normal. Cuando el tamaño molecular se convierte en el de una macromolécula, polímero o, por lo demás, muy grande, el compuesto a menudo se descompone a alta temperatura antes de que se alcance el punto de ebullición. Otro factor que afecta el punto de ebullición normal de un compuesto es la polaridad de sus moléculas. A medida que aumenta la polaridad de las moléculas de un compuesto, aumenta su punto de ebullición normal, siendo iguales otros factores. Está estrechamente relacionada con la capacidad de una molécula para formar enlaces de hidrógeno (en estado líquido), lo que dificulta que las moléculas abandonen el estado líquido y, por lo tanto, aumentan el punto de ebullición normal del compuesto. Los ácidos carboxílicos simples se dimerizan formando enlaces de hidrógeno entre las moléculas. Un factor menor que afecta los puntos de ebullición es la forma de una molécula. Hacer que la forma de una molécula sea más compacta tiende a disminuir ligeramente el punto de ebullición normal en comparación con una molécula equivalente con más área de superficie.

Comparación de los puntos de ebullición del isómero butano
Nombre común n-butano isobutano
Nombre de IUPAC butano 2-metilpropano
Forma Molecular

Punto de ebullición (°C)

−0.5 −11.7
Comparación de los puntos de ebullición del isómero pentano
Nombre común n-pentano isopentano neopentano
Nombre de IUPAC pentano 2-metilbutano 2,2-dimetilpropano
Forma
Molecular

Punto de ebullición (°C)

36.0 27.7 9.5
Diagrama de punto de ebullición binario de dos componentes hipotéticos que solo interactúan débilmente sin un azeótropo

La mayoría de los compuestos volátiles (en cualquier lugar cercano a la temperatura ambiente) pasan por una fase líquida intermedia mientras se calientan desde una fase sólida para transformarse finalmente en una fase de vapor. En comparación con la ebullición, una sublimación es una transformación física en la que un sólido se convierte directamente en vapor, lo que ocurre en algunos casos selectos, como con el dióxido de carbono a presión atmosférica. Para tales compuestos, un punto de sublimación es una temperatura a la cual un sólido que se convierte directamente en vapor tiene una presión de vapor igual a la presión externa.

En la sección anterior, se cubrieron los puntos de ebullición de los compuestos puros. Las presiones de vapor y los puntos de ebullición de las sustancias pueden verse afectados por la presencia de impurezas disueltas (solutos) u otros compuestos miscibles, dependiendo el grado de efecto de la concentración de las impurezas u otros compuestos. La presencia de impurezas no volátiles tales como sales o compuestos de una volatilidad muy inferior al compuesto del componente principal disminuye su fracción molar y la volatilidad de la solución y, por lo tanto, eleva el punto de ebullición normal en proporción a la concentración de los solutos. Este efecto se llama elevación del punto de ebullición. Como ejemplo común, el agua salada hierve a una temperatura más alta que el agua pura.

En otras mezclas de compuestos miscibles (componentes), puede haber dos o más componentes de volatilidad variable, cada uno con su propio punto de ebullición de componente puro a cualquier presión dada. La presencia de otros componentes volátiles en una mezcla afecta las presiones de vapor y, por lo tanto, los puntos de ebullición y de rocío de todos los componentes de la mezcla. El punto de rocío es una temperatura a la cual un vapor se condensa en un líquido. Además, a cualquier temperatura dada, la composición del vapor es diferente de la composición del líquido en la mayoría de estos casos. Para ilustrar estos efectos entre los componentes volátiles de una mezcla, se usa comúnmente un diagrama de punto de ebullición. La destilación es un proceso de ebullición y [generalmente] condensación que aprovecha estas diferencias en la composición entre las fases líquida y vapor.

  1. Goldberg, David E. (1988). 3,000 Solved Problems in Chemistry (1st edición). McGraw-Hill. section 17.43, p. 321. ISBN 0-07-023684-4.
  2. Theodore, Louis, ed. (1999). . CRC Press. section 27, p. 15. ISBN 1-56670-495-2.
  3. Purdue University website page
  4. Reel, Kevin R.; Fikar, R. M.; Dumas, P. E.; Templin, Jay M. & Van Arnum, Patricia (2006). (9th edición). Research & Education Association. section 71, p. 224. ISBN 0-7386-0221-3.
  5. Cox, J. D. (1982). «Notation for states and processes, significance of the word standard in chemical thermodynamics, and remarks on commonly tabulated forms of thermodynamic functions». Pure and Applied Chemistry 54 (6): 1239. doi:.
  6. David R. Lide (3 de junio de 2009). (en inglés) (90 edición). Boca Raton, CRC Press/Taylor and Francis. p. 2804. ISBN 9781420090840. Archivado desde el 10 de enero de 2016. Consultado el 19 de febrero de 2016.
  7. IUPAC defines the "standard pressure" as being 105 Pa (which amounts to 1 bar).
  8. , Scroll down to Table A-5 and read the temperature value of 99.61 °C at a pressure of 100 kPa (1 bar). Obtained from McGraw-Hill's Higher Education website.
  9. West, J. B. (1999). «Barometric pressures on Mt. Everest: New data and physiological significance». Journal of Applied Physiology 86 (3): 1062-6. PMID . doi:.
  10. Perry, R.H., ed. (1997). Perry's Chemical Engineers' Handbook (7th edición). McGraw-Hill. ISBN 0-07-049841-5.
  11. DeVoe, Howard (2000). Thermodynamics and Chemistry (1st edición). Prentice-Hall. ISBN 0-02-328741-1.

Punto de ebullición
punto, ebullición, temperatura, líquido, transforma, vapor, idioma, vigilar, editar, punto, ebullición, sustancia, temperatura, cual, presión, vapor, líquido, igual, presión, rodea, líquido, transforma, vapor, agua, hirviendo, punto, ebullición, líquido, varía. Punto de ebullicion temperatura en la que un liquido se transforma en vapor Idioma Vigilar Editar El punto de ebullicion de una sustancia es la temperatura a la cual la presion de vapor del liquido es igual a la presion que rodea al liquido y se transforma en vapor 1 2 Agua hirviendo El punto de ebullicion de un liquido varia segun la presion ambiental que lo rodea Un liquido en un vacio parcial tiene un punto de ebullicion mas bajo que cuando ese liquido esta a la presion atmosferica Un liquido a alta presion tiene un punto de ebullicion mas alto que cuando ese liquido esta a la presion atmosferica Por ejemplo el agua hierve a 100 C 212 F a nivel del mar pero a 93 4 C 200 1 F a 1 905 metros 6 250 pies de altitud Para una presion dada diferentes liquidos herviran a diferentes temperaturas 3 El punto de ebullicion normal tambien llamado punto de ebullicion atmosferico opunto de ebullicion a presion atmosferica de un liquido es el caso especial en el que la presion de vapor del liquido es igual a la presion atmosferica definida a nivel del mar 1 atmosfera 4 5 A esa temperatura la presion de vapor del liquido llega a ser suficiente para superar la presion atmosferica y permitir que se formen burbujas de vapor dentro de la mayor parte del liquido El punto de ebullicion estandar ha sido definido por IUPAC desde 1982 como la temperatura a la cual ocurre la ebullicion bajo una presion de 1 bar 6 El calor de vaporizacion es la energia requerida para transformar una cantidad dada un mol kg libra etc de una sustancia de un liquido en un gas a una presion dada a menudo presion atmosferica Los liquidos pueden transformarse en vapor a temperaturas por debajo de sus puntos de ebullicion a traves del proceso de evaporacion La evaporacion es un fenomeno de superficie en el que las moleculas ubicadas cerca del borde del liquido que no estan contenidas por suficiente presion de liquido en ese lado se escapan a los alrededores como vapor Por otro lado la ebullicion es un proceso en el cual las moleculas en cualquier parte del liquido se escapan lo que resulta en la formacion de burbujas de vapor dentro del liquido Puntos de fusion en azul y puntos de ebullicion en rosa de los primeros ocho acidos carboxilicos en C Reproducir contenido multimedia Animacion de la ebullicion del agua La temperatura de una sustancia o cuerpo depende de la energia cinetica media de las moleculas A temperaturas inferiores al punto de ebullicion solo una pequena fraccion de las moleculas en la superficie tiene energia suficiente para romper la tension superficial y escapar Este incremento de energia constituye un intercambio de calor que da lugar al aumento de la entropia del sistema tendencia al desorden de los puntos materiales que componen su cuerpo El punto de ebullicion depende de la masa molecular de la sustancia y del tipo de las fuerzas intermoleculares de esta sustancia Para ello se debe determinar si la sustancia es covalente polar covalente no polar y determinar el tipo de enlaces dipolo permanente dipolo inducido o puentes de hidrogeno El punto de ebullicion no puede elevarse en forma indefinida Conforme se aumenta la presion la densidad de la fase gaseosa aumenta hasta que finalmente se vuelve indistinguible de la fase liquida con la que esta en equilibrio esta es la temperatura critica por encima de la cual no existe una fase liquida clara El helio tiene el punto normal de ebullicion mas bajo 268 9 C de los correspondientes a cualquier sustancia y el wolframio el mas alto 5930 C Indice 1 Punto de ebullicion estandar 2 Temperatura de saturacion y presion 3 Relacion entre el punto de ebullicion normal y la presion de vapor de los liquidos 4 Propiedades de los elementos 5 Punto de ebullicion como propiedad de referencia de un compuesto puro 6 Impurezas y mezclas 7 Vease tambien 8 ReferenciasPunto de ebullicion estandar EditarEn las tablas termodinamicas de productos quimicos no se indica todo el diagrama de fase solo la temperatura de ebullicion en el estado estandar es decir con una presion de una atmosfera 1013 25 hPa Este punto de ebullicion se denomina punto de ebullicion normal y la Temperatura de ebullicion normal El termino punto de ebullicion se utiliza a menudo para referirse al punto de ebullicion normal La siguiente tabla muestra las temperaturas de ebullicion 7 en el estado estandar 1 atm en C H 252 8 He 268 9Li 1342 Be 2471 B 4000 C 3825 N 195 8 O 183 F 188 1 Ne 246 1Na 882 9 Mg 1090 Al 2519 Si 3265 P 280 5 S 444 6 Cl 34 Ar 185 8K 759 Ca 1484 Sc 2836 Ti 3287 V 3407 Cr 2671 Mn 2061 Fe 2861 Co 2927 Ni 2913 Cu 2562 Zn 907 Ga 2204 Ge 2833 As 616 Se 685 Br 58 8 Kr 153 3Rb 688 Sr 1382 Y 3345 Zr 4409 Nb 4744 Mo 4639 Tc 4265 Ru 4150 Rh 3695 Pd 2963 Ag 2162 Cd 767 In 2072 Sn 2602 Sb 1587 Te 988 I 184 4 Xe 108 1Cs 671 Ba 1897 Hf 4603 Ta 5458 W 5930 Re 5627 Os 5012 Ir 4428 Pt 3825 Au 2856 Hg 356 6 Tl 1473 Pb 1749 Bi 1564 Po 962 At Rn 61 7Fr 677 Ra 1737 Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og La 3464 Ce 3443 Pr 3520 Nd 3074 Pm 3000 Sm 1794 Eu 1529 Gd 3273 Tb 3230 Dy 2567 Ho 2700 Er 2868 Tm 1950 Yb 1196 Lu 3402 Ac 3198 Th 4788 Pa 4027 U 4131 Np 4273 Pu 3228 Am 2011 Cm 3100 Bk Cf Es Fm Md No LrTemperatura de saturacion y presion Editar Reproducir contenido multimedia Demostracion del punto de ebullicion mas bajo del agua a una presion mas baja obtenida mediante el uso de una bomba de vacio Un liquido saturadocontiene tanta energia termica como puede sin hervir o a la inversa un vapor saturado contiene la menor energia termica posible sin condensacion La temperatura de saturacion significa punto de ebullicion La temperatura de saturacion es la temperatura para una presion de saturacion correspondiente a la que un liquido hierve en su fase de vapor Se puede decir que el liquido esta saturado de energia termica Cualquier adicion de energia termica resulta en una transicion de fase Si la presion en un sistema permanece constante isobarica un vapor a temperatura de saturacion comenzara a condensarse en su fase liquida a medida que se elimina la energia termica calor De manera similar un liquido a temperatura y presion de saturacion hervira en su fase de vapor a medida que se aplique energia termica adicional El punto de ebullicion corresponde a la temperatura a la cual la presion de vapor del liquido es igual a la presion ambiental circundante Por lo tanto el punto de ebullicion depende de la presion Los puntos de ebullicion pueden publicarse con respecto al NIST presion estandar de EE UU De 101 325 kPa o 1 atm o la presion estandar IUPAC de 100 000 kPa En elevaciones mas altas donde la presion atmosferica es mucho menor el punto de ebullicion tambien es menor El punto de ebullicion aumenta con el aumento de la presion hasta el punto critico donde las propiedades del gas y del liquido se vuelven identicas El punto de ebullicion no se puede aumentar mas alla del punto critico Del mismo modo el punto de ebullicion disminuye con la presion decreciente hasta que se alcanza el punto triple El punto de ebullicion no puede reducirse por debajo del punto triple Si se conoce el calor de vaporizacion y la presion de vapor de un liquido a una cierta temperatura el punto de ebullicion se puede calcular utilizando la ecuacion de Clausius Clapeyron por lo tanto T B 1 T 0 R ln P P 0 D H v 1 displaystyle T B Bigg frac 1 T 0 frac R ln frac P P 0 Delta H v Bigg 1 Simbolo Nombre Valor UnidadT B displaystyle T B Punto de ebullicion normal KT 0 displaystyle T 0 Temperatura conocida KP 0 displaystyle P 0 Presion conocida PaP displaystyle P Presion de vapor a T 0 displaystyle T 0 PaR displaystyle R Constante universal de los gases 8 314 J mol K D H v displaystyle Delta H v Entalpia de vaporizacion J mol La presion de saturacion es la presion para una temperatura de saturacion correspondiente a la que un liquido hierve en su fase de vapor La presion de saturacion y la temperatura de saturacion tienen una relacion directa a medida que aumenta la presion de saturacion tambien lo hace la temperatura de saturacion Si la temperatura en un sistema permanece constante un sistema isotermico el vapor a presion y temperatura de saturacion comenzara a condensarse en su fase liquida a medida que aumenta la presion del sistema De manera similar un liquido a presion y temperatura de saturacion tendera a destellar en su fase de vapor a medida que disminuye la presion del sistema Existen dos convenciones con respecto al punto de ebullicion estandar del agua el punto de ebullicion normal es 99 97 C 211 9 F a una presion de 1 atm es decir 101 325 kPa El punto de ebullicion estandar recomendado por la IUPAC del agua a una presion estandar de 100 kPa 1 bar es de 99 61 C 211 3 F 8 9 A modo de comparacion en la cima del monte Everest a una elevacion de 8 848 m 29 029 ft la presion es de aproximadamente 34 kPa 255 Torr y el punto de ebullicion del agua es de 71 C 160 F 10 La escala de temperatura Celsius se definio hasta 1954 por dos puntos 0 C se definio por el punto de congelacion del agua y 100 C se definio por el punto de ebullicion del agua a la presion atmosferica estandar Relacion entre el punto de ebullicion normal y la presion de vapor de los liquidos Editar Una tabla de presion de vapor en escala logaritmica para varios liquidos Cuanto mayor sea la presion de vapor de un liquido a una temperatura dada menor sera el punto de ebullicion normal es decir el punto de ebullicion a presion atmosferica del liquido El grafico de presion del vapor a la derecha ha graphs de las presiones de vapor versus temperaturas para una variedad de liquidos 11 Cuando puede ser visto en el grafico los liquidos con las presiones de vapor mas altas tienen el mas bajos normales hirviendo puntos Por ejemplo en cualquier temperatura dada cloruro de metilo tiene la presion de vapor mas alta de cualquier de los liquidos en el grafico Tambien tiene el mas bajo normal hirviendo punto 24 2 C el cual es donde la curva de presion del vapor de cloruro de metilo la linea azul cruza la linea de presion horizontal de una atmosfera atm de presion de vapor absoluto El punto critico de un liquido es la temperatura mas alta y la presion a la que realmente hervira Propiedades de los elementos EditarArticulo principal Anexo Punto de ebullicion de los elementos quimicos El elemento con el punto de ebullicion mas bajo es el helio Tanto los puntos de ebullicion de renio como de tungsteno superan los 5000 K a presion estandar Debido a que es dificil medir temperaturas extremas precisamente sin sesgo ambos han sido citados en la literatura por tener un punto de ebullicion mas alto 12 Punto de ebullicion como propiedad de referencia de un compuesto puro EditarComo puede verse en la grafica anterior del logaritmo de la presion de vapor frente a la temperatura para cualquier compuesto quimico puro dado su punto de ebullicion normal puede servir como una indicacion de la volatilidad general de ese compuesto Un compuesto puro dado tiene solo un punto de ebullicion normal si lo hubiera y el punto de ebullicion y el punto de fusion normales de un compuesto pueden servir como propiedades fisicas caracteristicas de ese compuesto enumeradas en los libros de referencia Cuanto mas alto sea el punto de ebullicion normal de un compuesto menos volatil sera el compuesto en general y a la inversa cuanto mas bajo sea el punto de ebullicion normal de un compuesto mas volatil sera el compuesto en general Algunos compuestos se descomponen a temperaturas mas altas antes de alcanzar su punto de ebullicion normal o incluso a veces su punto de fusion Para un compuesto estable el punto de ebullicion varia desde su punto triple hasta su punto critico dependiendo de la presion externa Mas alla de su punto triple el punto de ebullicion normal de un compuesto si lo hubiera es mas alto que su punto de fusion Mas alla del punto critico las fases liquidas y de vapor de un compuesto se fusionan en una sola fase que puede denominarse gas sobrecalentado A cualquier temperatura dada si el punto de ebullicion normal de un compuesto es mas bajo ese compuesto generalmente existira como un gas a la presion externa atmosferica Si el punto de ebullicion normal del compuesto es mayor entonces ese compuesto puede existir como un liquido o solido a esa temperatura dada a la presion externa atmosferica y asi existira en equilibrio con su vapor si es volatil si sus vapores estan contenidos Si los vapores de un compuesto no estan contenidos algunos compuestos volatiles pueden evaporarse a pesar de sus puntos de ebullicion mas altos Puntos de ebullicion de alcanos alquenos eteres haloalcanos aldehidos cetonas alcoholes y acidos carboxilicos como funcion de su masa molar En general los compuestos con enlaces ionicos tienen puntos de ebullicion normales altos si no se descomponen antes de alcanzar temperaturas tan altas Muchos metales tienen altos puntos de ebullicion pero no todos Generalmente en compuestos con moleculas unidas covalentemente a medida que aumenta el tamano de la molecula o masa molecular aumenta el punto de ebullicion normal Cuando el tamano molecular se convierte en el de una macromolecula polimero o por lo demas muy grande el compuesto a menudo se descompone a alta temperatura antes de que se alcance el punto de ebullicion Otro factor que afecta el punto de ebullicion normal de un compuesto es la polaridad de sus moleculas A medida que aumenta la polaridad de las moleculas de un compuesto aumenta su punto de ebullicion normal siendo iguales otros factores Esta estrechamente relacionada con la capacidad de una molecula para formar enlaces de hidrogeno en estado liquido lo que dificulta que las moleculas abandonen el estado liquido y por lo tanto aumentan el punto de ebullicion normal del compuesto Los acidos carboxilicos simples se dimerizan formando enlaces de hidrogeno entre las moleculas Un factor menor que afecta los puntos de ebullicion es la forma de una molecula Hacer que la forma de una molecula sea mas compacta tiende a disminuir ligeramente el punto de ebullicion normal en comparacion con una molecula equivalente con mas area de superficie Comparacion de los puntos de ebullicion del isomero butano Nombre comun n butano isobutanoNombre de IUPAC butano 2 metilpropanoForma Molecular Punto de ebullicion C 0 5 11 7Comparacion de los puntos de ebullicion del isomero pentano Nombre comun n pentano isopentano neopentanoNombre de IUPAC pentano 2 metilbutano 2 2 dimetilpropanoForma Molecular Punto de ebullicion C 36 0 27 7 9 5 Diagrama de punto de ebullicion binario de dos componentes hipoteticos que solo interactuan debilmente sin un azeotropo La mayoria de los compuestos volatiles en cualquier lugar cercano a la temperatura ambiente pasan por una fase liquida intermedia mientras se calientan desde una fase solida para transformarse finalmente en una fase de vapor En comparacion con la ebullicion una sublimacion es una transformacion fisica en la que un solido se convierte directamente en vapor lo que ocurre en algunos casos selectos como con el dioxido de carbono a presion atmosferica Para tales compuestos un punto de sublimacion es una temperatura a la cual un solido que se convierte directamente en vapor tiene una presion de vapor igual a la presion externa Impurezas y mezclas EditarEn la seccion anterior se cubrieron los puntos de ebullicion de los compuestos puros Las presiones de vapor y los puntos de ebullicion de las sustancias pueden verse afectados por la presencia de impurezas disueltas solutos u otros compuestos miscibles dependiendo el grado de efecto de la concentracion de las impurezas u otros compuestos La presencia de impurezas no volatiles tales como sales o compuestos de una volatilidad muy inferior al compuesto del componente principal disminuye su fraccion molar y la volatilidad de la solucion y por lo tanto eleva el punto de ebullicion normal en proporcion a la concentracion de los solutos Este efecto se llama elevacion del punto de ebullicion Como ejemplo comun el agua salada hierve a una temperatura mas alta que el agua pura En otras mezclas de compuestos miscibles componentes puede haber dos o mas componentes de volatilidad variable cada uno con su propio punto de ebullicion de componente puro a cualquier presion dada La presencia de otros componentes volatiles en una mezcla afecta las presiones de vapor y por lo tanto los puntos de ebullicion y de rocio de todos los componentes de la mezcla El punto de rocio es una temperatura a la cual un vapor se condensa en un liquido Ademas a cualquier temperatura dada la composicion del vapor es diferente de la composicion del liquido en la mayoria de estos casos Para ilustrar estos efectos entre los componentes volatiles de una mezcla se usa comunmente un diagrama de punto de ebullicion La destilacion es un proceso de ebullicion y generalmente condensacion que aprovecha estas diferencias en la composicion entre las fases liquida y vapor Vease tambien EditarElevacion de punto de ebullicion Punto critico termodinamica Superheating Punto tripleReferencias Editar Goldberg David E 1988 3 000 Solved Problems in Chemistry 1st edicion McGraw Hill section 17 43 p 321 ISBN 0 07 023684 4 Theodore Louis ed 1999 Pollution Prevention The Waste Management Approach to the 21st Century CRC Press section 27 p 15 ISBN 1 56670 495 2 https www engineeringtoolbox com boiling points water altitude d 1344 html General Chemistry Glossary Purdue University website page Reel Kevin R Fikar R M Dumas P E Templin Jay M amp Van Arnum Patricia 2006 AP Chemistry REA The Best Test Prep for the Advanced Placement Exam 9th edicion Research amp Education Association section 71 p 224 ISBN 0 7386 0221 3 Cox J D 1982 Notation for states and processes significance of the word standard in chemical thermodynamics and remarks on commonly tabulated forms of thermodynamic functions Pure and Applied Chemistry 54 6 1239 doi 10 1351 pac198254061239 David R Lide 3 de junio de 2009 CRC Handbook of Chemistry and Physics en ingles 90 edicion Boca Raton CRC Press Taylor and Francis p 2804 ISBN 9781420090840 Archivado desde el original el 10 de enero de 2016 Consultado el 19 de febrero de 2016 Standard Pressure IUPAC defines the standard pressure as being 105 Pa which amounts to 1 bar Appendix 1 Property Tables and Charts SI Units Scroll down to Table A 5 and read the temperature value of 99 61 C at a pressure of 100 kPa 1 bar Obtained from McGraw Hill s Higher Education website West J B 1999 Barometric pressures on Mt Everest New data and physiological significance Journal of Applied Physiology 86 3 1062 6 PMID 10066724 doi 10 1152 jappl 1999 86 3 1062 Perry R H ed 1997 Perry s Chemical Engineers Handbook 7th edicion McGraw Hill ISBN 0 07 049841 5 DeVoe Howard 2000 Thermodynamics and Chemistry 1st edicion Prentice Hall ISBN 0 02 328741 1 Datos Q1003183Obtenido de https es wikipedia org w index php title Punto de ebullicion amp oldid 137821517, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

español

, española, descargar, gratis, descargar gratis, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, imagen, música, canción, película, libro, juego, juegos