Definizione del punto di ebollizione

Il punto di ebollizione di una sostanza è definito come la temperatura alla quale la tensione di vapore in equilibrio con detta sostanza allo stato liquido diventa uguale alla pressione esterna. Ciò significa che, a differenza di quanto ci è stato insegnato da bambini, le sostanze non hanno un solo punto di ebollizione. Ad esempio, il punto di ebollizione dell’acqua non è sempre 100 °C, poiché il punto di ebollizione dipende dalla pressione esterna al liquido.

Infatti l’acqua bolle a 100°C solo quando la pressione esterna è esattamente 1 atm, e contrariamente a quanto ci è stato detto, la pressione atmosferica non è quasi mai esattamente 1 atm, nemmeno a livello del mare.

Cosa non è il punto di ebollizione?

Nonostante abbiamo già chiarito la vera definizione del punto di ebollizione di un liquido, va notato che esiste un’altra definizione molto diffusa, ma che, però, è completamente errata. Questa è l’idea che il punto di ebollizione è la temperatura alla quale un liquido passa allo stato gassoso o la temperatura alla quale si verifica il passaggio di fase dallo stato liquido allo stato gassoso.

Questa idea si basa sull’esperienza quotidiana secondo la quale, quando l’acqua viene riscaldata fino al punto di ebollizione, inizia a bollire e continua fino a evaporare completamente. Tuttavia, ci sono diversi motivi per cui queste osservazioni ci portano a una conclusione errata.

In quanto segue, spiegheremo perché questa definizione è sbagliata e forniremo anche due concetti aggiuntivi relativi al punto di ebollizione.

Ebollizione contro evaporazione

Il motivo principale per cui molte persone hanno un’idea sbagliata del punto di ebollizione è perché confondono l’ebollizione con il processo di evaporazione o vaporizzazione. In effetti, entrambi i processi comportano un passaggio dallo stato liquido allo stato gassoso. Tuttavia, la differenza principale è che l’evaporazione o vaporizzazione è un processo che si verifica costantemente a qualsiasi temperatura. L’evaporazione è la ragione per cui i vestiti si asciugano dopo il lavaggio semplicemente arieggiandoli. Come possiamo facilmente verificare, i vestiti bagnati non raggiungono il punto di ebollizione dell’acqua quando si asciugano al sole, tanto meno all’ombra.

L’evaporazione è generalmente considerata un fenomeno superficiale, motivo per cui l’acqua evapora più velocemente quando è distribuita su un’ampia superficie rispetto a quando, ad esempio, la stessa quantità d’acqua è contenuta in un bicchiere.

D’altra parte il processo di ebollizione, inteso come il momento in cui l’ebollizione si interrompe e si formano bolle di vapore acqueo all’interno del liquido, è un fenomeno di massa, non di superficie. Durante l’ebollizione si generano bolle di vapore la cui pressione interna, essendo pari a quella atmosferica, è in grado di sopportare tale pressione senza collassare. Infatti, la pressione di queste bolle è in realtà leggermente superiore a quella atmosferica, poiché deve sopportare anche la pressione della colonna di liquido soprastante.

Quindi, durante l’ebollizione, si formano piccole sacche di vaporizzazione in tutto il liquido, accelerando notevolmente il processo di vaporizzazione che altrimenti avverrebbe solo in superficie.

punti di ebollizione normali e standard

Come abbiamo appena visto, il punto di ebollizione di un liquido varia con la pressione. Più bassa è la pressione esterna, più basso è solitamente il punto di ebollizione, poiché è necessario un minore aumento di temperatura affinché la tensione di vapore raggiunga la pressione esterna.

Ma allora perché si dice sempre che l’acqua bolle a 100 °C? E perché possiamo trovare intere tabelle dove sono riportati i punti di ebollizione di diverse sostanze?

Il motivo è perché esistono due ulteriori definizioni del punto di ebollizione che si riferiscono a valori unici e caratteristici per ogni sostanza. Stiamo parlando dei punti di ebollizione normali e standard .

Definizione di punto di ebollizione normale

Il punto di ebollizione normale è definito come il punto di ebollizione di una sostanza quando la pressione esterna è di 1 atm. Pertanto, e dato il concetto di punto di ebollizione già presentato, possiamo definire il punto di ebollizione normale come la temperatura alla quale la tensione di vapore di un liquido diventa pari a 1 atm.

Il fatto che questa definizione specifichi la pressione alla quale viene determinato il punto di ebollizione garantisce che ciascuna sostanza abbia un solo punto di ebollizione normale. Quindi, quando diciamo che il punto di ebollizione dell’acqua è 100 °C, stiamo commettendo un errore. Dovremmo dire che il normale punto di ebollizione dell’acqua è di 100 °C. La stragrande maggioranza dei punti di ebollizione che troviamo nelle tabelle delle proprietà fisiche e chimiche sono in realtà normali punti di ebollizione.

Definizione standard del punto di ebollizione

Per molti anni 1 atm è stata considerata la pressione atmosferica standard. Tuttavia, l’atmosfera come unità di pressione presenta alcuni inconvenienti legati alla sua conversione in sistemi di unità differenti, in quanto non corrisponde ad un multiplo o sottomultiplo intero di nessuna delle unità di pressione degli altri sistemi di unità. Ad esempio, 1 atm equivale a 101,325 o 1,01325. 10 ⁵ Pa. Il bar invece è un’unità di pressione il cui valore è molto simile a quello di 1 atmosfera, ma che rappresenta esattamente 100.000 o 10 5 Pa , ^che è l’unità di pressione nel Sistema Internazionale delle unità.

In considerazione della piccola differenza e dei vantaggi dell’utilizzo del bar invece dell’atmosfera, la pressione standard è ora considerata di 1 bar e la pressione di 1 atm è stata ribattezzata pressione normale. Molte delle proprietà misurate in passato alla pressione di 1 atm sono ora riportate a 1 bar e sono spesso indicate come quantità standard. Detto questo, il punto di ebollizione standard è definito come il punto di ebollizione di una sostanza a una pressione di 1 bar o 10 5 ^Pa . Ciò equivale a dire che il punto di ebollizione standard è la temperatura alla quale la pressione del vapore di una sostanza raggiunge 1 bar.

Riferimenti

glossari specializzati. (2017, 12 giugno). Punto di ebollizione normale [Punto di ebollizione normale] (Chimica) . https://glosarios.servidor-alicante.com/quimica/punto-de-ebullicion-normal

Ondarse Álvarez, D. (2021, 15 luglio). Punto di ebollizione – Concetto, come viene calcolato ed esempi . Concetto. https://concepto.de/punto-de-ebullicion/

STREFONDICE. (nd). Differenza tra punto di ebollizione normale e punto di ebollizione standard . https://en.strephonsays.com/punto-di-ebollizione-normale-e-punto-di-ebollizione-standard-11457