Presión máxima de vapor

Imagina un pequeño charco de agua. Con el tiempo, las moléculas de agua que se encuentran en la superficie comenzarán a evaporarse y esto continuará hasta que todo el líquido cambie a estado de vapor.

Ahora considere una botella de agua a medio sellar. Incluso después de muchas horas, observamos que el volumen de agua dentro de la botella no cambia. ¿Será que en sistemas cerrados como este la evaporación no ocurre como en un sistema abierto?

En verdad, si ocurre, porque la evaporación es cuando finalmente las moléculas de la superficie alcanzan suficiente energía cinética para romperse los enlaces intermoleculares (enlaces de hidrógeno) y se rompen, escapando del líquido y convirtiéndose en vapor. Dentro de la botella, esto sucede con las moléculas de agua de la superficie.

Sin embargo, llega un momento en que este vapor alcanza la saturación, es decir, un punto máximo en el que ya no es posible retener más moléculas en estado de vapor. Así, algunas moléculas comienzan a pasar por el proceso inverso, que es la licuefacción, volviendo a la masa líquida.

De esta manera, un balance dinámicoPor lo tanto, si una molécula pasa al estado de vapor, inmediatamente otra molécula pasa al estado líquido. Como este fenómeno ocurre sin parar y no podemos ver las moléculas de agua, nos parece que el sistema está parado. Pero en realidad el volumen no cambia porque la cantidad de líquido que se evapora es la misma cantidad de vapor que se condensa.

El vapor dentro de un sistema cerrado, como en esta botella con tapa, ejerce presión sobre la superficie del líquido. Así, ejerce tanto vapor como sea posible Lapresión máxima de vapor.

Esta presión de vapor máxima varía de un líquido a otro y también con la temperatura. La presión de vapor máxima del agua, por ejemplo, es mucho más baja que la presión de vapor máxima del éter a la misma temperatura. Esto se debe a que las interacciones intermoleculares del éter son mucho más débiles que las que existen entre las moléculas de agua. Por lo tanto, es más fácil romper las interacciones entre las moléculas de éter.

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Esto nos muestra que cuanto mayor es la presión de vapor máxima de un líquido, más volátil es. Por eso si ponemos agua y éter en dos vasos separados, al cabo de un rato veremos que el volumen del éter ha disminuido mucho más que el del agua, ya que es más volátil.

Ahora hablemos de la influencia de la temperatura en la presión máxima de vapor de un líquido. A una temperatura de 20 ° C, la presión máxima de vapor de agua es igual a 17,535 mmHg; a 50 ° C cambia a 98,51 mmHg; a 100ºC, es de 760 mmHg.

Esto nos muestra que la presión de vapor máxima es proporcional a la variación de temperatura e inversamente proporcional a la intensidad de las interacciones intermoleculares.

Otro factor interesante es que, a 100 ° C, la presión máxima de vapor de agua es igual a la presión atmosférica, es decir, 760 mmHg o 1 atm (al nivel del mar). Por eso el agua hierve a esta temperatura, ya que el vapor logra vencer la presión ejercida sobre la superficie del líquido por los gases del aire atmosférico.

Otro punto importante es que si agregamos un soluto no volátil a un líquido, su presión de vapor máxima disminuirá debido a las interacciones entre las partículas de soluto y las moléculas de agua. esto es un Co-propiedad llamada tonoscopia o tonometría. Vea más sobre esto en los artículos relacionados a continuación.

Por Jennifer Fogaça
Licenciada en Química

¿Le gustaría hacer referencia a este texto en una escuela o trabajo académico? Vea:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Presión máxima de vapor"; Escuela Brasil. Disponible: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pressao-maxima-vapor.htm. Consultado el 28 de junio de 2021.