Presión de Vapor

En un sistema cerrado, en equilibrio vapor-líquido, la condensación y la vaporización ocurren a la misma velocidad, sin cambios netos en las masas de las dos fases. La presión parcial que ejerce la fase gaseosa en equilibrio dinámico con su líquido se denomina presión de vapor. Cuantas más moléculas existan en la fase de vapor, mayor será la presión de vapor.

Por lo tanto, la presión de vapor es un reflejo de la tendencia de las moléculas de líquido a escapar a la fase de vapor a una temperatura determinada. Es una cantidad medible, gobernada por fuerzas intermoleculares. La volatilidad describe cualitativamente esta tendencia, basada en las presiones de vapor de los líquidos mantenidos en las mismas condiciones.

Por ejemplo, compare el hexano y el agua mantenidos a la misma temperatura. Debido a que el hexano muestra fuerzas de dispersión débiles y el agua exhibe fuertes enlaces de hidrógeno, el hexano se vaporiza más fácilmente que el agua. En un sistema cerrado en equilibrio, el hexano tiene una presión de vapor más alta que el agua:el hexano es volátil, mientras que el agua no lo es.

La distribución de energías térmicas en la fase líquida es una función de la temperatura. Calentar un líquido aumenta su temperatura, lo que indica que las moléculas tienen energías térmicas más altas, conduciendo a una tasa de vaporización más alta y a una presión de vapor más alta. Cuando la presión de vapor es igual a la presión externa, el líquido comienza a hervir y la temperatura a la que esto ocurre se denomina punto de ebullición del líquido.

El punto de ebullición normal de un líquido es la temperatura a la que la presión de vapor del líquido es igual a 1 atm. Sin embargo, a una presión externa diferente, el líquido hervirá a una temperatura diferente de su punto de ebullición normal. Por ejemplo, a nivel del mar, donde la presión atmosférica es de 1 atmósfera, el agua hierve a 100 C grados Celsius.

A mayor altitud, donde la presión atmosférica es inferior a 1 atmósfera, la fase de vapor requiere menos moléculas para igualar la presión externa más baja. Esto explica por qué el agua hierve a una temperatura más baja. En una olla a presión, la presión externa más alta exige más moléculas en fase de vapor, por lo que se requiere que el agua esté a una temperatura más alta para hervir.