Como você calcula o ponto de ebulição em diferentes pressões?

Se uma substância especificada for sujeita a variações nas pressões atmosféricas circundantes, os pontos de ebulição diminuirão com os valores decrescentes da pressão atmosférica e aumentarão com o aumento dos valores da pressão atmosférica. Se os valores do ponto de ebulição para uma substância especificada a uma temperatura e pressão PA especificadas são fornecidos, é possível determinar o ponto de ebulição em diferentes valores de pressão de vapor usando a Equação de Clausis-Clapeyron.

A equação de Clausis-Clapeyron é derivada de #VP_2 = VP_1e^(-DeltaH_v/(RT))# a duas temperaturas diferentes. A forma clássica é ...

#ln((VP_2)/(VP_1))# = #(Delta H_v)/R##(1/T_1 - 1/T_2")#

Assuma as seguintes condições para água ...
#BP_1 = T_1 = 373K# at #VP_1 = 760mmHg#
Determinar #BP_2 = T_2# at #VP_2 = 700mmHg#
#R = 0.008314 (Kj)/("mole"*K)#
#Delta H_v = 40.66 (Kj)/"mole"#

#ln(700/760)# = #((40.66(Kj)/"mol")/(0.008314(Kj)/(mol*K)))(1/373-1/T_2)#

Resolvendo essa expressão para #T_2 => 371K = BP_2#

No entanto, se considerarmos os valores do ponto de ebulição das substâncias em termos de suas propriedades químicas e físicas, os pontos de ebulição são inversamente dependentes da pressão de vapor exibida por uma substância da fase líquida a uma temperatura especificada. As questões aqui dependem da definição do ponto de ebulição de uma substância na fase líquida. Isso é, ...

por definição => Ponto de Ebulição de uma dada substância é a temperatura na qual a pressão de vapor de uma substância líquida é igual à pressão atmosférica circundante.

Isso significa que, para ferver um líquido, calor suficiente deve ser adicionado ao corpo do líquido para forçar moléculas suficientes para a fase de vapor, de modo que sua pressão de vapor seja igual à pressão atmosférica circundante. Se, por exemplo, as forças inter-moleculares entre as moléculas da fase líquida forem altas, o líquido exibirá uma baixa pressão de vapor devido à evaporação limitada. Consequentemente, uma quantidade maior de calor (temperatura mais alta) deve ser fornecida ao líquido para aumentar seu valor de pressão de vapor o suficiente para igualar a pressão atmosférica circundante e ferver.

Em contraste, uma substância líquida com baixas forças inter-moleculares demonstraria uma alta pressão de vapor porque as moléculas na interface líquido / atmosfera evaporariam mais facilmente e, assim, atingiriam uma pressão de vapor igual à pressão atmosférica com mais facilidade. Isso significa que a pressão de vapor da substância com forças inter-moleculares mais baixas atingiria a pressão de vapor atmosférico com muito menos energia e ferveria a uma temperatura mais baixa.

Pode-se calcular o ponto de ebulição intrínseco de uma substância líquida usando Propriedades termodinâmicas e aplicando a seguinte expressão para obter o 'Ponto de ebulição termodinâmico'.

=> #DeltaH^o = TDeltaS^o# => #T_(bp)# = #(DeltaH^o)/(DeltaS^o) #

Ponto de ebulição termodinâmico da água#(H_2O)#:

(#DeltaH^o and S^o# Os valores são da Tabela de propriedades termodinâmicas padrão. )

#DeltaH^o[H_2O(l)] = - 285.8((Kj)/(mol))#
#DeltaH^o[H_2O(g)] = - 241.8((Kj)/(mol))#
#H_2O(l) rightleftharpoons H_2O(g)#

#DeltaH^o(Rx) = DeltaH^o[H_2O(g)] -DeltaH^o[H_2O(l)] #
#= -241.8((Kj)/(mol))(1 mol)+285.8((Kj)/(mol))(1mol#)
#= 44Kj#

#DeltaS^o(Rx) = S^o(H_2O(g) - S^o(H_2O(l))#
#=188.7((j)/(mol*K)) - 69.95((j)/(mol*K))#
#= 118.75((j)/(mol*K)) = 0.11875(Kj)/(mol*K))#

#T_(bp)= ((44((Kj)/(mol))) /(0.11875((Kj)/(mol*K)))) = 370.53K#
#T_(bp)= (370.53 - 273)^oC = 97.5^oC#