Conceito, cálculo e exemplos

Ele ponto de ebulição É a temperatura na qual a pressão de vapor do líquido corresponde à pressão atmosférica existente no local ou compartimento. O líquido é transformado em vapor. Durante esta fase, a aparência de bolhas que equivale à superfície do líquido ocorre e elas escapam do ar.

Por outro lado, o ponto de ebulição normal ou padrão é a temperatura na qual um líquido ferve ao nível do mar; isto é, para uma atmosfera de pressão (101.325 kPa). Enquanto isso, o IUPAC (1982) define o ponto de ebulição como a temperatura na qual um líquido ferve a uma pressão de 100.000 kPa.

Todos os líquidos começarão a ferver, pois sua pressão de vapor é igual à pressão externa. Fonte: Ervins Strauhmanis via Flickr (https: // www.Flickr.com/fotos/ervins_strauhmanis/18775075796)

O ponto de ebulição normal da água é 99,97 ºC. Mas, no pico do Monte Everest, a uma altura acima do nível do mar de 8.848 m e a uma pressão atmosférica de 34 kPa, é 71 ºC. O ponto de ebulição padrão recomendado pelo IUPAC é de 99,61 º C a uma pressão de 100,00 kPa (1 bar).

Sobre o exposto, segue -se que a pressão atmosférica é um fator determinante no valor do ponto de ebulição, pois é a pressão que um líquido para ferver deve alcançar. Quanto maior a pressão atmosférica a que um líquido é exposto, maior seu ponto de ebulição. O oposto também é verdadeiro.

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Como calcular o ponto de ebulição?

Tomar água como exemplo, uma maneira simples de calcular o valor do ponto de ebulição é usar uma de suas propriedades coligativas; isto é, o aumento em seu ponto de ebulição devido à presença de solutos na solução aquosa.

O ponto de ebulição da água aumenta adicionando solutos, devido à interação entre as moléculas de água e as moléculas dos solutos.

O aumento no ponto de ebulição da água é dado pela seguinte expressão matemática:

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Δt_e = K_e · m

Δt_e = variação do ponto de ebulição

K_e = fervendo constante

m = moralidade da solução

Aumentar o ponto de incorção

O ponto de ebulição por si só não pode ser calculado, mas determinado. No entanto, a equação anterior permite calcular o aumento desse valor. O exercício a seguir permite esclarecer isso:

- Exercício

Calcule a variação no ponto de ebulição da água adicionando 30 g de cloreto de sódio (NaCl) a 250 g de água, sabendo que a constante de ebulição (ke) tem um valor de 0,52 ºC · kg/mol. Peso molecular de NaCl = 58,5 g/mol.

Se o ponto de ebulição da água for 100 ºC: qual será o valor do ponto de ebulição da solução NACL?

Primeiro passo

Cálculo de toupeiras da NACL:

Moles de NaCl = 30 g / (58,5 g / mol)

= 0,513 moles

Segundo passo

Cálculo da moralidade da solução:

0,513 moles de NaCl são dissolvidos em 300 g de água. Para obter a moralidade da solução, as toupeiras de NACL são levadas para 1.000 g (kg).

Moles de solutos/kg de água (molalalidade) = (0,513 moles/300 g de água) · (1000 g de água/kg de água)

= 1,71 moles/kg de água

Terceiro passo

Cálculo do aumento do ponto de ebulição devido à adição de NACL:

Δt_e = m · K_e

Δt_e = 1,71 (mol/kg de água) · 0,52 ºC · (kg de água/mol)

= 0,889 ºC

Quarto passo

Cálculo do ponto de ebulição da solução NACL:

T_eNaCl = t_eH₂O +ΔTE

= 100 ºC +0,889 ºC

= 100.889 ºC

Exemplos de pontos de embolição

Água

O ponto de ebulição normal da água é 99,97 ºC. Este valor é relativamente alto, dado o tamanho pequeno de sua molécula. No entanto, é explicado por sua polaridade incomum e sua capacidade de estabelecer ligações de hidrogênio com moléculas vizinhas ou relacionadas.

O átomo de oxigênio tem maior afinidade para elétrons do que o átomo de hidrogênio. Portanto, os elétrons da ligação covalente O-H avançam em direção a oxigênio, sendo carregados negativamente; Enquanto o átomo de hidrogênio, carregado positivamente.

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Como resultado disso, as moléculas de água são mergulhadas. Isso pode interagir com outras moléculas de água, constituindo uma força intermolecular que contribui para o aumento do ponto de ebulição. Além disso, a água usa átomo de oxigênio para formar pontes de hidrogênio com outras moléculas de água (H₂OH OH).

Álcool

Os álcoois presentes em seus grupos de OH da estrutura. Esses grupos são polares, o que gera a interação dipolo-dipolo entre moléculas semelhantes. Os álcoois também podem formar pontes de hidrogênio. Essas duas interações representam as principais contribuições para as forças intermoleculares.

Essas forças explicam por que os pontos de ebulição dos álcoois são maiores que os hidrocarbonetos correspondentes. Os principais fatores que determinam os pontos de ebulição dos álcoois são massa molecular e sua estrutura.

O ponto de ebulição aumenta aumentando o número de átomos de carbono e diminui com a ramificação. Por exemplo: etanol tem um ponto de ebulição de 78,37 ºC, mas o metanol de 66 ºC e o álcool isopropílico de 80,3 ºC.

Óleos

Os óleos são quebrados aquecendo antes de atingir o ponto de ebulição ou ebulição, de modo que as estimativas de seus pontos de ebulição são escassas e imprecisas. O ponto de ebulição estimado para o óleo de soja é de 300 ºC.

Em vez de ferver pontos, seus pontos de fumaça ou combustão são relatados. Estes são alcançados quando aquecidos um óleo a uma certa temperatura, que aparece uma fumaça azulada, indicativa do início da decomposição do petróleo.

A seguir, são apresentados exemplos do ponto de fumaça de alguns óleos: óleo de amêndoa 221 ºC; Óleo de Canola 220 ºC; Óleo de coco 232 ºC; e azeite (virgem) 210 ºC.

Ouro

O ouro é um metal precioso com uma densidade 19,32 g/cm³. Apresenta um ponto de ebulição alto, devido à presença do link metálico. No entanto, existem discrepâncias entre os valores relatados para seu ponto de ebulição, que talvez reflitam diferenças no grau de pureza das amostras de ouro submetidas ao estudo.

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Leite

O leite é uma solução aquosa que possui solutos de natureza e composição diferentes; sais, açúcares, proteínas, lipídios, aminoácidos, etc. O ponto de ebulição do leite é um pouco maior que o da água, devido a quão relacionados esses compostos com água, por isso é mais difícil evaporar.

Açúcar

A glicose tem um ponto de fusão de 146 ºC, que coincide com o ponto de decomposição da glicose. Portanto, seu ponto de ebulição não pode ser obtido. A mesma situação ocorre com sacarose, açúcar de mesa, que tem um ponto de fusão de 186 ºC e um ponto de decomposição de 186 ºC.

O ponto de fusão é a temperatura na qual um elemento químico ou composto passa do estado sólido para o estado líquido. Então, quando o açúcar se decompor, não há líquido estável para a determinação de seu ponto de ebulição.

Ferro

O ponto de ebulição de ferro é 2.861 ºC. Esse alto valor é explicado pela grande quantidade de energia necessária para superar a força de atração entre átomos de metal. Além disso, é necessário superar inúmeras forças eletrostáticas devido à estrutura em forma de rede de metal.

Referências

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