presion de vapor
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PRESION DE
VAPORJuan González M.
INTRODUCCIÓN• Este líquido como toda sustancia está
constituido por moléculas (bolitas negras), que están en constante movimiento al azar en todas direcciones.
• Este movimiento errático, hace que se produzcan choques entre ellas, de estos choques las moléculas intercambian energía, tal y como hacen las bolas de billar al chocar; algunas aceleran, mientras otras se frenan.
• En este constante choque e intercambio de energía, algunas moléculas pueden alcanzar tal velocidad, que si están cerca de la superficie pueden saltar del líquido (bolitas rojas) al espacio cerrado exterior como gases.
¿Y LUEGO QUÉ PASA?En este constante choque e
intercambio de energía, algunas moléculas pueden alcanzar tal
velocidad, que si están cerca de la superficie pueden saltar del líquido
(bolitas rojas) al espacio cerrado exterior como gases.
A este proceso de conversión lenta de los líquidos a gases se
les llama evaporación.
A medida que mas y mas moléculas pasan al estado de vapor, la presión dentro del espacio cerrado sobre el
líquido aumenta, este aumento no es indefinido, y hay un valor de presión para
el cual por cada molécula que logra escapar del líquido necesariamente regresa una de las gaseosas a él, por lo
que se establece un equilibrio y la presión no
sigue subiendo. Esta presión se conoce como Presión de
Vapor Saturado.
¿QUÉ ES LA PRESIÓN DE VAPOR?
Es la presión de la fase gaseosa o vapor de un sólido o un líquido sobre la fase líquida, para una temperatura
determinada, en la que la fase líquida y el vapor se encuentra en
equilibrio dinámico.
Este fenómeno también lo
presentan los sólidos; cuando un
sólido pasa al estado gaseoso sin pasar
por el estado líquido.
¿CÓMO OCUURE LA PRESIÓN DE VAPOR?
Inicialmente sólo se produce la evaporación ya que no hay vapor.
A medida que la cantidad de vapor aumenta y por tanto la presión en el interior de la ampolla, se va incrementando también la velocidad de condensación.
Hasta que transcurrido un cierto tiempo ambas velocidades se igualan. Llegados a este punto
se habrá alcanzado la presión máxima
posible en la ampolla (presión de vapor o de
saturación).
COMO SE CONSIGUE EL EQUILIBRIO
DINAMICO MÁS RAPIDO
El equilibrio dinámico se alcanzará más rápidamente
cuanto mayor sea la superficie de contacto entre el líquido y el vapor, pues así se favorece la
evaporación del líquido.
un charco de agua extenso pero de poca profundidad
se seca más rápido que uno más pequeño pero de
mayor profundidad que contenga igual cantidad de
agua. Sin embargo, el equilibrio se alcanza en ambos casos para igual
presión.
EJEMPLO
INFLUENCIA DE LA NATURALEZA DEL LÍQUIDO
EL VALOR DE LA PRESIÓN DE VAPOR SATURADO DE
UN LÍQUIDO, DA UNA IDEA CLARA DE SU
VOLATILIDAD
Los líquidos mas volátiles (éter, gasolina, acetona etc) tienen una presión de vapor saturado mas
alta.
La presión de vapor a una temperatura dada es tanto menor cuanto
mayor es el peso molecular del líquido.
INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA
La relación entre la temperatura y la presión de vapor saturado de las sustancias, no es una linea recta.Si se duplica la temperatura, no necesariamente se duplicará la presión.
Para cada valor de temperatura, habrá un valor fijo de presión de vapor saturado para cada líquido.La explicación de este fenómeno puede se basa en el aumento de energía de la moléculas al calentarse.
Cuando el cambio de estado ocurre por aumento de la temperatura en el interior del líquido.
Cuando el estado líquido cambia lentamente a estado gaseoso, tras vencer la tensión superficial.
Cambio de estado de la materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido.
VAPORIZACIÓNCambio de estado de líquido a gaseoso.
Existen tres formas en las que debe ocurrir dicho cambio:
EBULLICIÓN
EVAPORACI
ÓN
SUBLIMACIÓN
DISOLUCIONES IDEALES
cada molécula de los componentes en la
mezcla
es afectada por las mismas fuerzas, como si estuviesen en estado puro.
el disolvente obedece a la ley
de raoult y el soluto a la ley de
Henry.
Sus componentes pueden mezclarse entre sí en cualquier
proporción.
La naturaleza química de
ambos líquidos
deben ser muy
semejantes.
No hay cambio
de volumen al formar la mezcla.
No se consume ni libera
energía al formar la disolución
.
En las disoluciones ideales ha de cumplirse que:
LEY DE RAOULT“La presión de vapor de cada componente en una solución ideal es dependiente de la presión de vapor de cada componente individual y de la fracción molar de cada componente en la solución”.
Si un soluto tiene una presión de vapor medibleLa presión de vapor de su disolución siempre es menor que la del disolvente puro.
la presión parcial de un disolvente sobre una disolución está dada por la presión de vapor del disolvente puro Po
1 , multiplicada por la fracción molar del disolvente en la
disolución
P1X1
una disminución en la presión de vapor, es directamente proporcional a la
concentración del soluto presenteUna vez que los componentes de la solución han alcanzado el equilibrio químico, la presión total del vapor es: y la presión individual de los componentes gaseosos es:
• (Pi)puro es la presión de vapor del componente puro
• Xi es la fracción molar del componente en solución
Donde A medida que el número de componentes gaseosos va creciendo en la solución
la presión de los componentes individuales decrece
¿QUÉ OCURRE CUANDO HAY UNA DISMINUCIÓN DE LA PRESIÓN DE VAPOR?
Las disoluciones acuosas concentradas de solutos no electrolitos (glucosa) se
evaporan más lentamente que el agua pura.
DISMINUCIÓN EN LA PRESIÓN DE VAPOR
DEPENDE ÚNICAMENTE DE LA CONCENTRACIÓN DEL SOLUTO
INDEPENDIENTE DE SU NATURALEZA
APLICACIÓNPara que se cumpla al 100% la ley de Raoult es necesario que el líquido sea una disolución ideal, el vapor sea una mezcla de gases ideales y que la fugacidad del líquido no varíe significativamente con la presión
Destilación
Se emplea con el objetivo de separar los componentes puros.