Punto di ebollizione
Spieghiamo qual è il punto di ebollizione e come viene calcolato. Esempi di punti di ebollizione. Punto di fusione e congelamento.
Qual è il punto di ebollizione?
Il punto di ebollizione è la temperatura alla quale la pressione di vapore di un liquido raggiunge quella del mezzo in cui si trova, o in altre parole, la temperatura alla quale un liquido Il liquido lascia il suo stato ed entra nello stato gassoso (vapore).
Questo punto viene raggiunto iniettando calore nel sistema fisico del liquido, le cui particelle vengono agitate più rapidamente e registrano un notevole aumento dell'entropia (tendenza al disordine del sistema ), poiché le particelle situate vicino alla superficie interrompono la tensione superficiale e sfuggono, convertite in vapore.
Sostanze diverse hanno diversi punti di ebollizione, poiché ciò dipende dalla massa molecolare della sostanza e dal tipo di forze intermolecolari che presenta: legami covalenti (polari o non polari) o legami idrogeno, tra gli altri.
La velocità con cui viene raggiunto questo punto dipende, inoltre, da fattori come la pressione, poiché il processo viene accelerato a pressioni più elevate. D'altra parte, il punto di ebollizione rappresenta un limite massimo, poiché la temperatura non può aumentare oltre quella, poiché non ci sarebbe più Liquido da riscaldare.
Vedi anche: Proprietà della materia.
Come viene calcolato il punto di ebollizione?
La formula per calcolare il punto di ebollizione delle sostanze è la formula Clausius-Clapeyron, che recita come segue:
T B = ([R ln (P 0 ) / H vap ] + [1 / T 0 ]) -1
E dove T B è il normale punto di ebollizione espresso in gradi Kelvin, R è la costante di gas equivalente a 8, 314 JK -1 .mol -1, P 0 è la tensione di vapore espressa in atmosfere, ΔH vap è l'entalpia di vaporizzazione espressa in J / mol, T 0 è la temperatura in gradi Kelvin alla quale viene misurata la pressione del vapore e ln è il logaritmo naturale.
Esempi di punti di ebollizione
Alcuni punti di ebollizione registrati e conosciuti in condizioni di pressione normale (1 atm) sono i seguenti:
- Acqua: 100 ° C
- Elio: -268, 9 ° C
- Idrogeno: -252, 8 ° C
- Calcio: 1484 ° C
- Berillio: 2471 ° C
- Silicio: 3265 ° C
- Carbonio: 3825 ° C
- Boro: 4000 ° C
- Molibdeno: 4639 ° C
- Osmio: 5012 ° C
- Tungsteno: 5555 ° C
Punto di fusione
Allo stesso modo, il punto di fusione è la temperatura massima raggiunta da una sostanza allo stato solido prima che entri nello stato liquido . Funziona in modo simile all'ebollizione: il sistema guadagna calore fino a quando lo spazio compatto della struttura solida non è troppo piccolo per contenere il movimento delle particelle, che sono tenute insieme ma ora con una lassità e una fluidità uniche dei liquidi.
Questo punto è anche influenzato dalla pressione alla quale si trova il sistema. Questo è ciò che accade, ad esempio, quando si scioglie il ghiaccio.
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Punto di congelamento
Il punto di congelamento è l'opposto del punto di fusione, ovvero la temperatura alla quale un liquido si contrae, perde il movimento molecolare e acquisisce una struttura più rigida, resistente alla deformazione e con memoria di forma, unica delle sostanze in stato solido Se la fusione richiede l'iniezione di energia termica nel sistema, il congelamento richiede la rimozione dell'energia termica (raffreddamento).
Ancora una volta, la pressione alla quale la sostanza deve essere presa in considerazione. Questo è ciò che accade quando si congela l'acqua e si ottiene il ghiaccio, ad esempio.
Punto di fusione e acqua bollente
L'acqua viene spesso utilizzata come standard quando si misurano i punti di fusione e di ebollizione delle sostanze. E in generale, a una pressione normale, il suo punto di ebollizione è di 100 ° C e il punto di fusione di 0 ° C (nel caso del ghiaccio). Questo può variare notevolmente, tuttavia, nei casi in cui l'acqua ha altre sostanze disciolte in essa, liquide o solide, come accade con l'acqua di mare, ricca di sali, che modifica le sue proprietà fisiche e chimiche.
Anche l'impatto della pressione è molto evidente. È noto che a 1 atm il punto di ebollizione dell'acqua è di 100 ° C, ma portandolo a 0, 06 atmosfere saremo sorpresi di notare che l'ebollizione avviene a 0 ° C (anziché congelamento).
