Ponto De Ebulição

Explicamos o que é o ponto de ebulição e como é calculado. Exemplos de ponto de ebulição. Ponto de fusão e ponto de congelamento.

Qual é o ponto de ebulição?

o ponto de ebulição é a temperatura na qual a pressão de vapor do líquido (pressão exercida pela fase gasosa sobre a fase líquida em um sistema fechado a uma dada temperatura) se iguala à pressão ao redor do líquido. Quando isso acontece, o líquido se transforma em gás.

O ponto de ebulição é uma propriedade que é fortemente dependente da pressão ambiente. Um líquido submetido a uma pressão muito alta terá um ponto de ebulição maior do que se o submetermos a pressões mais baixas, ou seja, levará mais tempo para entrar em vapor quando for submetido a altas pressões. Devido a essas variações de ponto de ebulição, a IUPAC definiu o ponto de ebulição padrão: é a temperatura na qual um líquido se transforma em vapor à pressão de 1 bar.

Uma questão importante é que o ponto de ebulição de uma substância não pode ser aumentado indefinidamente. Quando aumentamos a temperatura de um líquido além de seu ponto de ebulição e continuamos a aumentá-la, atingimos uma temperatura chamada “temperatura crítica”. A temperatura crítica é a temperatura acima da qual o gás não pode ser transformado em líquido pelo aumento da pressão, ou seja, não pode ser liquefeito. Nesta temperatura, não há fase líquida definida ou fase de vapor.

O ponto de ebulição é diferente para cada substância. Essa propriedade depende da massa molecular da substância e do tipo de forças intermoleculares que ela apresenta (ligações de hidrogênio, dipolo permanente, dipolo induzido), que por sua vez depende se a substância é covalente polar ou covalente apolar (apolar).

Quando a temperatura de uma substância está abaixo de seu ponto de ebulição, apenas uma parte de suas moléculas localizadas em sua superfície terá energia suficiente para quebrar a tensão superficial do líquido e escapar para a fase de vapor. Por outro lado, quando o calor é fornecido ao sistema, há um aumento na entropia do sistema (tendência à desordem das partículas do sistema).

Veja também: Propriedades da matéria

Como é calculado o ponto de ebulição?

Através dos a equação de Clausius-Clapeyron as transições de fase de um sistema composto por um único componente podem ser caracterizadas. Esta equação pode ser usada para calcular o ponto de ebulição de substâncias e é aplicada da seguinte forma:

Onde:

P₁ é a pressão igual a 1 bar, ou em atmosferas (0,986923 atm)

T₁ é a temperatura de ebulição (ponto de ebulição) do componente, medida a uma pressão de 1 bar (P₁) e expressa em graus Kelvin (K).

P₂ é a pressão de vapor do componente expressa em bar ou em atm.

T₂ é a temperatura do componente (expressa em graus Kelvin) na qual a pressão de vapor P é medida₂.

𝚫H é a entalpia média de variação de vaporização na faixa de temperatura para a qual o cálculo está sendo feito. É expresso em J/mol ou unidades equivalentes de energia.

R é a constante do gás equivalente a 8.314 J/Kmol

ln é o logaritmo natural

O ponto de ebulição (ponto de ebulição) T é limpo₁

exemplos de ponto de ebulição

Alguns pontos de ebulição registrados e conhecidos sob condições normais de pressão (1 atm) são os seguintes:

• Água: 100ºC
• Hélio: -268,9 ºC
• Hidrogênio: -252,8ºC
• Cálcio: 1484 ºC
• Berílio: 2471 ºC
• Silício: 3265 ºC
• Carbono en forma de grafito: 4827 ºC
• Boro: 3927 ºC
• Molibdênio: 4639 ºC
• Osmio: 5012 ºC
• Wolframio: 5930 ºC

Ponto de fusão

A temperatura na qual um sólido se transforma em um líquido é chamado de ponto de fusão e durante a transição de fase sólido-líquido a temperatura é mantida constante. Nesse caso, é fornecido calor ao sistema até que sua temperatura suba o suficiente para que o movimento de suas partículas na estrutura sólida seja maior, o que faz com que elas se separem e fluam para a fase líquida.

O ponto de fusão também depende da pressão e geralmente é igual ao ponto de congelamento da matéria (no qual um líquido se torna sólido quando resfriado o suficiente) para a maioria das substâncias.

Continuar em: Ponto de Fusão

Ponto de congelamento

O ponto de congelamento é o oposto do ponto de fusão, ou seja, a temperatura na qual um líquido se contrai, suas partículas perdem o movimento e adquirem uma estrutura mais rígida, resistente à deformação e com memória de forma (exclusiva para substâncias no estado sólido). Ou seja, é a temperatura na qual o líquido se transforma em sólido. A fusão requer o fornecimento de energia térmica ao sistema, enquanto o congelamento requer a remoção de energia térmica (resfriamento).

Por outro lado, o ponto de congelamento também depende da pressão. Um exemplo é o que acontece quando a água é resfriada a uma temperatura de 0ºC a 1 atm, quando ela congela e se transforma em gelo. Se ele for resfriado a uma pressão muito diferente de 1 atm, o resultado pode ser muito diferente, por exemplo, se a pressão for muito maior, pode demorar para congelar, pois seu ponto de congelamento é abaixado.

Ponto de fusão e ebulição da água

A água é freqüentemente usada como padrão ao medir os pontos de fusão e ebulição de substâncias. Em termos gerais, À pressão normal, seu ponto de ebulição é de 100ºC e seu ponto de fusão é de 0ºC. (no caso do gelo). Isso pode variar muito nos casos em que a água contém outras substâncias dissolvidas, líquidas ou sólidas, como ocorre com a água do mar, rica em sais, que modifica suas propriedades físicas e químicas.

O impacto da pressão também é muito perceptível. Sabe-se que a 1 atm o ponto de ebulição da água é 100ºCmas levando-o a 0,06 atm ficaríamos surpresos ao notar que ele ferve a 0 ºC (em vez de congelar).

Referências

• Manual pedagógico de práticas de química geral em microescala. Nemer, Beatriz Virgínia Cervantes. Universidade Iberoamericana (2006). ISBN 978-968-859-594-7.
• “Ponto de ebulição” na Wikipedia.