O ponto de ebulição é a temperatura na qual uma substância líquida iguala sua pressão de vapor àquela exercida na superfície do líquido. É um conceito que, em geral, lhe associamos, já que é rotina aquecer água para o chá, por exemplo. Bem, os processos de evaporação ou ebulição e fusão são mudanças físicas que importam experiências e que estão continuamente nos envolvendo.
Quando estes processos são realizados, a matéria não sofre alteração na sua composição química, apenas sofre alterações no seu estado de agregação, que, como bem sabemos, na natureza são: gasoso, líquido e sólido.
Pensemos quando no verão, na praia, entramos no mar. Então, ao nos expormos à radiação solar, secamos. Aqui ocorre a evaporação da água, da fase líquida ela se torna vapor. Isso ocorre a uma certa temperatura dada a pressão.
Da mesma forma, se colocarmos um líquido em um recipiente aberto e o aquecermos, veremos que, inicialmente, apenas algumas partículas possuem energia cinética suficiente para se separarem da superfície, formando vapor. À medida que entregamos mais calor, mais partículas tenderão a sair da superfície gerando mais vapor até que eventualmente toda a mistura líquida tenha evaporado. Isso porque o recipiente é aberto; se o recipiente fosse fechado, teríamos um caso diferente, onde seria gerado um equilíbrio entre a fase líquida e a fase gasosa. Inicialmente, as partículas se desprenderão do líquido. À medida que aumentamos a quantidade de calor entregue, mais partículas passam para a fase gasosa, mas da mesma forma aumentam as colisões entre elas, fazendo com que algumas retornem ao líquido, até atingir um equilíbrio onde a velocidade de retorno ao líquido e de a saída dele é a mesma.
Quando observamos que um líquido começa a ferver, formando bolhas sob a superfície, sabemos que, naquele instante, a pressão de vapor se igualou à pressão atmosférica. Bem, o que é pressão de vapor? É a pressão exercida pelo vapor em equilíbrio com o líquido, indicando a facilidade com que a referida substância evapora. No caso do recipiente fechado, o equilíbrio de que estamos falando ocorre na pressão de vapor.
Assim, o “Ponto de Ebulição” é a temperatura na qual uma substância líquida iguala sua pressão de vapor com a exercida na superfície. No caso de um recipiente aberto, a pressão atmosférica é exercida na superfície, de modo que a temperatura na qual a pressão de vapor é igual à pressão atmosférica será seu ponto de ebulição.
Esse conhecimento sobre a pressão do vapor é um conceito utilizado em muitos processos industriais e também em nossas casas, como é o caso das panelas de pressão. É semelhante ao exemplo do recipiente fechado, pois esta panela é hermética, mantendo o vapor dentro.
À medida que continuamos a fornecer calor, a pressão na superfície do líquido interno aumenta à medida que mais vapor é produzido, o que produz um cozimento mais rápido, pois a água terá um ponto de ebulição mais alto do que se estivesse aberta. Em muitas delas existe uma válvula na parte superior que permite a saída do excesso de vapor produzido.
Embora definamos o ponto de ebulição através de uma pressão exercida na superfície do líquido, se essa pressão for a pressão atmosférica (101,325 kPa) a temperatura de ebulição é conhecida como “normal” ao nível do mar.
Em virtude do exposto, podemos estimar que a pressão atmosférica é um parâmetro relevante na definição, pois, se variarmos a altura, variaremos a pressão atmosférica e, portanto, seu ponto de ebulição. Em geral, os valores normais do ponto de ebulição de diferentes substâncias medidas ao nível do mar são tabulados, alguns deles são:
Água: 100ºC
Gasolina: 30-200ºC
Diesel: 280-350ºC
Metanol: 64,7ºC
Etanol: 78,3ºC
Ao analisar a tendência do ponto de ebulição, devem se considerar vários fatores, desde o tipo de composto (iônico, covalente, metálico) até as forças intermoleculares e massas molares envolvidas. Aquelas substâncias que em temperatura ambiente tem certa facilidade para evaporar são conhecidas como “voláteis”, observe o caso do álcool, ele é mais volátil que a água, portanto os perfumes devem ser mantidos sempre fechados devido a sua facilidade de evaporação.
Artigo de: Candela Rocío Barbisan. Engenheira Química pela UNMdP, Argentina, atua na gestão de ativos e integridade em diversos setores, principalmente Oil & Gas. Certificada em API 580, Risk Based Inspection, pelo American Petroleum Institute. Professora da Faculdade de Engenharia da UNMdP, de Química Geral I, Laboratório de Operações Unitárias de 4º ano, e Laboratório de Reatores e Controle de 5º ano.
Referencia autoral (APA): Barbisan, C. R.. (Janeiro 2023). Conceito de Ponto de Ebulição. Editora Conceitos. Em https://conceitos.com/ponto-ebulicao/. São Paulo, Brasil.
