Pressió de vapor
De Viquipèdia
La pressió de vapor o tensió de vapor és la pressió exercida pel vapor d'una substància líquida o sòlida en un recinte tancat.
Normalment el terme es refereix a la situació d'equilibri, també anomenada pressió de saturació.
El valor de la pressió de vapor, creix amb la temperatura, i el seu valor és independent de les quantitats de líquid/sòlid i vapor presents mentres existeixen ambdós. En la situació d'equilibri, la fase gasosa, rep el nom de vapor saturat.
Un terme relacionat és la pressió parcial, aplicable quan dins el recipient tancat, hi tenim més d'una substància volàtil.
Taula de continguts |
[edita] Líquids
Quan la pressió parcial d'un dels líquids del recipient, equival a la pressió de saturació, el líquid i el vapor, estan en equilibri. Si refredem el recipient, part del vapor es condensarà a líquid, fins arribar a una nova situació d'equilibri, amb una pressió de vapor inferior. Si escalfem el recipient, part del líquid s'evaporarà per a convertir-se a vapor, augmentant la pressió de vapor.
El punt d'ebullició d'una substància, és la temperatura a la qual la pressió de vapor d'aquesta substància líquida, és igual a la pressió ambiental. Per exemple, a la pressió d'1 atm i a 100[[grau celsius|°C) l'aigua té una pressió de vapor d'1 atm, i això fa que l'aigua bulli i s'evapori totalment.
El procés de condensació i d'evaporació pot ser retardat, i quan això succeeix, utilitzem els termes de sobresaturació i sobreescalfament respectivament.
[edita] Sòlids
Quan la pressió parcial d'un dels sòlids del recipient, equival a la pressió de vapor d'un sòlid, aquest i el vapor, estan en equilibri. Si refredem el recipient, part del vapor es condensarà a sòlid, fins arribar a una nova situació d'equilibri, amb una pressió de vapor inferior. Si escalfem el recipient, part del sòlid es sublimarà per a convertir-se a vapor, augmentant la pressió de vapor.
El punt de sublimació d'una substància, és la temperatura a la qual la pressió de vapor d'aquesta substància sòlida, és igual a la pressió ambiental.
[edita] Explicació del fenòmen
Posem un exemple de com funciona la pressió de vapor en líquids; (l'explicació en cas de sòlids, és totalment equivalent)
Imaginem un recipient de vidre en el què s'ha realitzat el buit i que es manté a una temperatura constant; si introduïm una certa quantitat de líquid en el seu interior aquest s'evaporarà ràpidament al principi fins que s'aarribi a l'equilibri entre ambdós fases.
Les molècules de la superfície del líquid que tinguin una major energia escaparan de la superfície passant a la fase vapor (evaporació) mentres que les molècules del vapor xocaran amb les parets del recipient i entre si perdent energia i es transformaran en líquid(condensació).
Inicialment només es produeïx l'evaporació ja que no hi ha vapor; no obstant a mesura que la quantitat de vapor augmenta i per tant la pressió en l'interior de la recipient, es va incrementant la velocitat de condensació, fins que transcorregut un cert temps ambdós velocitats s'igualen. Arribats a aquest punt s'haurà aconseguit la pressió màxima possible en la recipient (pressió de vapor o pressió de saturació) que no podrà superar-se llevat que s'incrementi la temperatura.
L'equilibri s'aconseguirà més ràpidament quanta major siga la superfície de contacte entre el líquid i el vapor, perquè així s'afavoreix l'evaporació del líquid; de la mateixa manera que un toll d'aigua extens però de poca profunditat s'asseca més ràpid que un de més petit però de major profunditat que contingui la mateixa quantitat d'aigua. No obstant, l'equilibri s'aconsegueix en ambdós casos a la mateixa pressió de vapor.
El factor més important que determina el valor de la pressió de saturació és la pròpia naturalesa del líquid, trobant-se que en general entre líquids de naturalesa semblant, la pressió de vapor a una temperatura donada és més petita quant major és el pes molecular del líquid.
[edita] Aigua
El punt d'ebullició de l'aigua per pressions d'uns 100 kPa pot ser aproximada amb;
On la temperatura està en graus Celsius i la pressió p en Pascals. El valor de la pressió de vapor, s'obté solucionant aquesta eqüació per la p.
La llei de Raoult, descriu aproximadament la pressió de vapor de mescles de líquids.
