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Explicación sencilla del punto de ebullición

En otra entrada ya vimos cuál era el punto de fusión en el que un cuerpo sólido pasa a líquido. Este punto dar paso después al punto de ebullición, ya que a una presión dada, un líquido puro entra en ebullición a una temperatura determinada que se llama y conoce como punto de ebullición, y que permanece constante durante todo el tiempo de ebullición.

punto de ebullición

Índice del artículo:

  1. Ebullición y evaporación
  2. El punto de ebullición
  3. Reacción del agua en ebullición
  4. ¿Ebullición del agua a 70 ºC?
  5. La ebullición del agua en el día a día
  6. Temperaturas para el punto de ebullición
  7. Video sobre la ebullición del agua

Ebullición y evaporación:

Ebullición y evaporación

  • Antes de comenzar a ver que es y como se produce el punto de ebullición de cualquier líquido, deberémos diferenciarlo de cuando el líquido se evapora.
  • La ebullición es uno de los dos procesos que permiten el paso de un líquido al estado gaseoso, el otro es la evaporación.
  • La evaporación implica la eliminación del vapor desde la superficie del líquido; es decir, que un cierto número de moléculas del líquido, agitadas por el calor, empiecen a abandonar la superficie del líquido.
  • Una mayor temperatura agita los átomos, por eso la evaporación aumenta con la temperatura.
  • Cuando existe ebullición, en cambio, la agitación térmica es tan intensa que la formación de vapor no se efectúa únicamente en la superficie, sino dentro de la misma masa del líquido.
  • Por eso se forman burbujas de vapor dentro del líquido, preferentemente en torno a pequeñas burbujas de aire o de partículas de polvo del líquido.
  • En el curso de la ebullición, la temperatura se mantiene constante, ya que todo el calor suministrado sirve para la transformación del líquido en vapor. Este calor suministrado se denomina calor latente de evaporización.

El punto de ebullición:

agua hervida
  • El punto de ebullición de un líquido está en relación con la presión que existe en su superficie (presión atmosférica) y con la presión del vapor saturado. En el punto de ebullición, y durante el transcurso de la misma, estas presiones permanecen idénticas.

Cuando en las tablas que dan los puntos de ebullición de los líquidos vemos los datos, estos se refieren a cuerpos bajo una presión normal de 760 mm de mercurio.

  • Pero en el caso de los cuerpos que tienen un punto de ebullición elevado o son sensibles al calor, su punto de ebullición se indica, por ejemplo, a 10 mm de mercurio.
  • Si se modifica la presión exterior en la superficie del líquido, se modifica igualmente el punto de ebullición inicial. Esta particularidad se utiliza en tecnología mediante recipientes herméticamente cerrados dentro de los cuales la compresión del vapor origina una presión muy elevada (sobrepresión) y, por lo tanto, una elevación de la temperatura, del punto de ebullición, mucho más rápida que en un recipiente normal.
  • De este modo, el agua que se hace hervir a una presión de dos atmósferas hierve a una temperatura de 120º C, en lugar de los 100º C normalmente observables.
paella en ebullicion
  • Para explicarlo con un ejemplo claro, podemos decir que si ponemos al fuego un recipiente con agua, como el fuego está a mayor temperatura que el agua, le cede calor por lo que  la temperatura del agua va aumentando, lo que podemos comprobar si ponemos un termómetro en el agua.
  • Cuando el agua llega a 100 ºC, empieza a hervir, convirtiéndose en vapor de agua, y deja de aumentar su temperatura, pese a que el fuego sigue suministrándole calor: al pasar de agua a vapor de agua todo el calor se usa en cambiar de líquido a gas, sin variar la temperatura.
  • La temperatura a la que una sustancia cambia de líquido a gas se llama punto de ebullición y es una propiedad característica de cada sustancia, así, el punto de ebullición del agua es de 100 ºC, el del alcohol de 78 ºC y el hierro hierve a 2750 ºC.¡, tal y como podemos ver en la tabla que tenemos arriba.

Reacción del agua en ebullición

Reaccion quimica agua ebullicion
En su estado sólido, las partículas del agua oscilan alrededor de unas posiciones aparentemente ordenadas. A medida que la temperatura alcanza el punto de fusión (0ºC) la velocidad de las partículas es lo suficientemente alta para que algunas de ellas abandonen sus posiciones y comiencen a moverse. De ahí que la solidez del hielo se vaya desmoronando poco a poco. Una vez que el agua llega al proceso de vaporización, cada vez más partículas comienzan a escapar. La ebullición comienza en un punto de 100 °C (373,15 K) a presión de 1 atmósfera (es decir; la presión promedio existente al nivel del mar). La reacción del agua en ebullición presenta un proceso sencillo donde las partículas de H2O (dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno), alcanzan una alta velocidad de vaporación, formándose burbujas en la superficie del líquido.

¿Ebullición del agua a 70 ºC?

Ebullicion agua 70 grados
A todos nos han dicho que el punto de ebullición del agua es de 100ºC, y es verdad. Sin embargo, no podemos dejar de lado las bases de la ciencia; las cuales revelan que la presión de vapor del líquido iguala a la presión de vapor del medio en el que se encuentra. Por ello, si después de ascender una montaña cuya suma con el nivel de mar superan los 1.500 m de altura, quizás necesites una olla a presión para superar los 90ºC. En una olla a presión, el agua puede seguir siendo líquida a temperaturas cercanas a 120ºC y el alimento se cocina en la mitad de tiempo. Por ello, el siguiente truco hará que el agua entre en ebullición a sólo 70 ºC de temperatura. ¿Pero cómo?

Calienta el agua a unos 70 º C, aproximadamente. Puedes emplear un termómetro para ir midiendo la temperatura. Después, coloca el agua dentro de una bomba de vacío y comienza a bombear. Llegará un momento en que empezarán a salir burbujas de toda la masa del líquido. Es precisamente ahí, en donde comienza la ebullición.

La ebullición del agua en el día a día

Estados procesos del agua
El agua es un elemento fundamental en el día a día para la subsistencia de todos los seres vivos; la empleamos para la hidratación y saneamiento tanto como para cocinar y regar las plantas. Pero ¿en qué momento es necesario llevar el agua a ebullición?

Ebullición para esterilización: Mediante este método se esterilizan inyectadoras, agujas e instrumentos de cirugía menor.

Ebullición para desinfección: La ebullición no sólo esteriliza instrumentos quirúrgicos, también desinfecta la propia agua. Para eliminar las bacterias malas del agua es necesario que hierva de 15 a 30 minutos.

Ebullición en la cocina: Para poder comprender qué es el punto de ebullición en la cocina, debemos distinguirlo de otros dos métodos de cocción; como son hervir a fuego lento y reducir los alimentos. La diferencia entre estos es la temperatura del fluido medio. La reducción se da entre 71ºC y 83ºC, el método de hervir a fuego lento se da por arriba de los 83ºC, y el punto de ebullición es cuando se logra un hervido total.

Temperaturas para el punto de ebullición

punto ebullicion nitrogeno liquido
Como hemos indicado, el agua tiene un punto de ebullición de 100 grados. Otras sustancias, como el alcohol tienen un punto de ebullición de 78 grados. Si quieres saber dónde está el punto de ebullición de los distintos elementos de la tabla periódica, puedes ver la siguiente lista.

Nota: Las temperaturas de ebullición de los siguientes elementos están representados en grados centígrados.

Helio: -269
Hidrógeno: -253
Neón: -246
Nitrógeno: -196
Flúor: -188
Argón: -186
Oxígeno: -183
Kryptón: -153
Xenón: -108
Radón: -62
Cloro: -35
Bromo: 59
Iodo: 184
Fósforo: 280
Ástato: 337
Mercurio: 357
Azufre: 445
Arsénico: 613
Francio: 677
Cesio: 678
Selenio: 685
Rubidio: 688
Cadmio: 765
Potasio: 774
Sodio: 883
Zinc: 907
Polonio: 962
Teluro: 990
Magnesio: 1.090
Bario: 1.140
Litio: 1.347
Estroncio: 1.384
Talio: 1.457
Iterbio: 1.466
Calcio: 1.484
Bismuto: 1.560
Europio : 1.597
Tulio: 1.727
Radio: 1.737
Plomo: 1.740
Antimonio: 1.750
Samario: 1.900
Manganeso: 1.962
Indio: 2.000
Plata: 2.212
Estaño: 2.270
Sílice: 2.355
Galio: 2.403

punto de ebullicion de agua
Aluminio: 2.467
Erbio: 2.510
Boro: 2.550
Disprosio: 2.562
Cobre: 2.567
Americio: 2.607
Cromo: 2.672
Holmio: 2.720
Níquel: 2.732
Hierro: 2.750
Oro: 2.807
Germanio: 2.830
Escandio: 2.832
Cobalto: 2.870
Paladio: 2.927
Berilio: 2.970
Promecio: 3.000
Terbio: 3.041
Praseodimio: 3.127
Neodimio: 3.127
Actinio: 3.200
Gadolinio: 3.233
Plutonio: 3.235
Cerio: 3.257
Titanio: 3.287
Lutecio: 3.315
Itrio: 3.337
Vanadio: 3.380
Lantano: 3.469
Rodio: 3.727
Uranio: 3.818
Platino: 3.827
Rutenio : 3.900
Neptunio: 3.902
Zirconio: 4.377
Iridio: 4.527
Molibdeno: 4.612
Torio: 4.790
Carbono: 4.827
Tecnecio: 4.877
Niobio: 4.927
Osmio: 5.027
Hafnio: 5.400
Tantalio: 5.425
Renio: 5.627
Wolframio: 5.660

Como puedes comprobar, el Helio es el elemento químico con un punto de ebullición a menor temperatura, ya que entra en ebullición a -279 grados. Por su parte, el Wolframio es el elemento que necesita más temperatura, en concreto entra en su punto de ebullición a 5.660 grados centígrados.

Video

En este video podéis ver una clase magistral ofrecida por ‘Quimitube tu libro de Química’, en donde podréis entender y aprender cómo diversos elementos entran en ebullición y cuál es la razón para que necesiten determinadas temperaturas para producir dicho proceso:

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Fuentes: FisicaNet / La Técnica, Editorial Argos, Barcelona