Imaginez un petit bassin d'eau. Au fil du temps, les molécules d'eau qui se trouvent à la surface commenceront à s'évaporer et cela continuera jusqu'à ce que tout le liquide passe à l'état de vapeur.
Considérons maintenant une bouteille d'eau à moitié scellée. Même après plusieurs heures, on observe que le volume d'eau à l'intérieur de la bouteille ne change pas. Est-il possible alors que dans des systèmes fermés comme celui-ci, l'évaporation ne se produise pas comme dans un système ouvert ?
En fait, oui ça arrive, parce que l'évaporation est quand finalement les molécules de surface atteignent une énergie cinétique suffisante pour se briser les liaisons intermoléculaires (liaisons hydrogène) et se rompent, s'échappant du liquide et se transformant en vapeur. À l'intérieur de la bouteille, cela arrive aux molécules d'eau de surface.
cependant, il arrive un moment où cette vapeur atteint la saturation, c'est-à-dire un point maximum auquel il n'est plus possible de maintenir plus de molécules à l'état de vapeur.
Ainsi, certaines molécules commencent à passer par le processus inverse, qui est la liquéfaction, retournant à la masse liquide.De cette façon, un équilibre dynamiquePar conséquent, si une molécule passe à l'état de vapeur, immédiatement une autre molécule passe à l'état liquide. Comme ce phénomène se produit en continu et qu'on ne voit pas les molécules d'eau, il nous semble que le système est à l'arrêt. Mais en réalité, le volume ne change pas car la quantité de liquide qui s'évapore est la même quantité de vapeur qui se condense.
La vapeur à l'intérieur d'un système fermé, comme dans cette bouteille bouchée, exerce une pression sur la surface du liquide. Ainsi, autant de vapeur que possible exerce lepression de vapeur maximale.
Cette pression de vapeur maximale varie d'un liquide à l'autre et aussi avec la température. La pression de vapeur maximale de l'eau, par exemple, est bien inférieure à la pression de vapeur maximale de l'éther à la même température. En effet, les interactions intermoléculaires de l'éther sont beaucoup plus faibles que celles entre les molécules d'eau. Par conséquent, il est plus facile de rompre les interactions entre les molécules d'éther.
Cela nous montre que plus la pression de vapeur maximale d'un liquide est élevée, plus il est volatil. C'est pourquoi si on met de l'eau et de l'éther dans deux verres séparés, au bout d'un moment on verra que le volume d'éther a diminué beaucoup plus que celui de l'eau, car il est plus volatile.
Parlons maintenant de l'influence de la température sur la pression de vapeur maximale d'un liquide. A une température de 20°C, la pression maximale de vapeur d'eau est égale à 17,535 mmHg; à 50 °C, il passe à 98,51 mmHg; à 100ºC, il est de 760 mmHg.
Cela nous montre que la pression de vapeur maximale est proportionnelle à la variation de température et inversement proportionnelle à l'intensité des interactions intermoléculaires.
Un autre facteur intéressant est qu'à 100°C, la pression maximale de vapeur d'eau est égale à la pression atmosphérique, soit 760 mmHg ou 1 atm (au niveau de la mer). C'est pourquoi l'eau bout à cette température, car la vapeur parvient à vaincre la pression exercée à la surface du liquide par les gaz de l'air atmosphérique.
Un autre point important est que si nous ajoutons un soluté non volatil à un liquide, sa pression de vapeur maximale diminuera en raison des interactions entre les particules de soluté et les molécules d'eau. c'est un possession commune appel tonoscopie ou tonométrie. En savoir plus à ce sujet dans les articles connexes ci-dessous.
Par Jennifer Fogaça
Diplômé en Chimie
La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pressao-maxima-vapor.htm
