Calor de vaporización

format_list_bulleted Contenido keyboard_arrow_down

ImprimirCitar

La entalpía de vaporización (símbolo ∆ H _vap), también conocida como calor (latente) de vaporización o calor de evaporación, es la cantidad de energía (entalpía) que debe agregarse a una sustancia líquida para transformar una cantidad de esa sustancia en un gas La entalpía de vaporización es función de la presión a la que tiene lugar esa transformación.

La entalpía de vaporización se cita a menudo para la temperatura de ebullición normal de la sustancia. Aunque los valores tabulados generalmente se corrigen a 298 K, esa corrección suele ser menor que la incertidumbre en el valor medido.

El calor de vaporización depende de la temperatura, aunque se puede asumir un calor de vaporización constante para rangos de temperatura pequeños y para temperatura reducida. El calor de vaporización disminuye al aumentar la temperatura y se desvanece por completo en un cierto punto llamado temperatura crítica (). Por encima de la temperatura crítica, las fases líquida y de vapor son indistinguibles, y la sustancia se denomina fluido supercrítico. $T_r$ ${ estilo de visualización {} ll 1}$ ${displaystyle T_{r}=1}$

Unidades

Los valores suelen expresarse en J/mol o kJ/mol (entalpía molar de vaporización), aunque kJ/kg o J/g (calor específico de vaporización) y unidades más antiguas como kcal/mol, cal/g y Btu/ lb a veces todavía se usan entre otros.

Entalpía de condensación

La entalpía de condensación (o calor de condensación) es por definición igual a la entalpía de vaporización con el signo opuesto: los cambios de entalpía de vaporización son siempre positivos (la sustancia absorbe calor), mientras que los cambios de entalpía de condensación son siempre negativos (calor es liberado por la sustancia).

Antecedentes termodinámicos

La entalpía de vaporización se puede escribir como ${displaystyle Delta H_{text{vap}}=Delta U_{text{vap}}+p,Delta V}$

Es igual al aumento de la energía interna de la fase de vapor en comparación con la fase líquida, más el trabajo realizado contra la presión ambiental. El aumento de la energía interna puede verse como la energía requerida para superar las interacciones intermoleculares en el líquido (o sólido, en el caso de la sublimación). Por lo tanto, el helio tiene una entalpía de vaporización particularmente baja, 0,0845 kJ/mol, ya que las fuerzas de van der Waals entre los átomos de helio son particularmente débiles. Por otra parte, las moléculas del agua líquida se mantienen unidas por enlaces de hidrógeno relativamente fuertes y su entalpía de vaporización, 40,65 kJ/mol, es más de cinco veces la energía necesaria para calentar la misma cantidad de agua de 0 °C a 100 °C (cp ₌ 75,3 J/K·mol). Sin embargo, se debe tener cuidado al usar entalpías de vaporización paramida la fuerza de las fuerzas intermoleculares, ya que estas fuerzas pueden persistir hasta cierto punto en la fase gaseosa (como es el caso del fluoruro de hidrógeno) y, por lo tanto, el valor calculado de la fuerza del enlace será demasiado bajo. Esto es particularmente cierto en el caso de los metales, que a menudo forman moléculas unidas covalentemente en la fase gaseosa: en estos casos, se debe utilizar la entalpía de atomización para obtener un valor real de la energía de enlace.

Una descripción alternativa es ver la entalpía de condensación como el calor que debe liberarse a los alrededores para compensar la caída de entropía cuando un gas se condensa a líquido. Como el líquido y el gas están en equilibrio en el punto de ebullición (T _b), Δ _vG = 0, lo que conduce a: ${displaystyle Delta_{text{v}}S=S_{text{gas}}-S_{text{líquido}}={frac {Delta_{text{v}}H}{ T_{texto{b}}}}}$

Como ni la entropía ni la entalpía varían mucho con la temperatura, es normal usar los valores estándar tabulados sin ninguna corrección por la diferencia de temperatura de 298 K. Se debe hacer una corrección si la presión es diferente de 100 kPa, como la entropía de un el gas es proporcional a su presión (o, más precisamente, a su fugacidad): las entropías de los líquidos varían poco con la presión, ya que la compresibilidad de un líquido es pequeña.

Estas dos definiciones son equivalentes: el punto de ebullición es la temperatura a la que el aumento de entropía de la fase gaseosa supera las fuerzas intermoleculares. Como una cantidad dada de materia siempre tiene una entropía más alta en la fase gaseosa que en la fase condensada ( ${displaystyleDelta_{text{v}}S}$ siempre es positiva), y de $Delta G=Delta HTDelta S$ ,

el cambio de energía libre de Gibbs cae al aumentar la temperatura: los gases se ven favorecidos a temperaturas más altas, como se observa en la práctica.

Entalpía de vaporización de soluciones electrolíticas.

La estimación de la entalpía de vaporización de soluciones de electrolitos se puede realizar simplemente utilizando ecuaciones basadas en los modelos termodinámicos químicos, como el modelo Pitzer o el modelo TCPC.

Valores seleccionados

Elementos

vtmiEntalpías de vaporización de los elementos.
	1	2		3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	dieciséis	17	18
Grupo →
↓ Período
1	H0.44936		Él0.0845
2	li145.92	Ser292.40		B489.7	C355.8	norte2.7928	O3.4099	F3.2698	Nordeste1.7326
3	N / A96.96	magnesio127.4		Alabama293.4	Si300	PAG12.129	S1.7175	cl10.2	Arkansas6.447
4	k79.87	California153.6		Carolina del Sur314.2	ti421	V452	cr344.3	Minnesota226	Fe349.6	Co376.5	Ni370.4	cobre300.3	zinc115.3	Georgia258.7	ge330.9	Como34.76	Se26.3	hermano15.438	kr9.029
5	Rb72.216	señor144		Y363	Zr581.6	Nótese bien696.6	Mes598	tc660	ru595	Rh493	PD357	Agricultura250.58	Discos compactos100	En231.5	sn295.8	Sb77.14	Te52.55	yo20.752	Xe12.636
6	cs67.74	Licenciado en Letras142		Lun / A	H.f.575	Ejército de reserva743	W824	Re715	Os627.6	ir604	punto510	Au334.4	Hg59.229	Tl164.1	Pb177.7	Bi104.8	Correos60.1	En27.2	Rn16.4
7	frn / A	Real academia de bellas artes37		Lrn / A	radiofrecuencian / A	DBn / A	sgn / A	bhn / A	hsn / A	Monten / A	Dsn / A	Rgn / A	cnn / A	Nueva Hampshiren / A	Floridan / A	Mcn / A	Lvn / A	tsn / A	ogn / A

	La414	Ce414	PRn / A	Dakota del Norten / A	Pmn / A	pequeñon / A	UEn / A	Di-sn / A	Tuberculosisn / A	dyn / A	Hon / A	Ehn / A	Tmn / A	Ybn / A
	C.An / A	el514.4	Pensilvanian / A	tun / A	Notario públicon / A	PUn / A	Soyn / A	Cmn / A	negron / A	Cf.n / A	ESn / A	FMn / A	Marylandn / A	Non / A

	Entalpía en kJ/mol, medida en sus respectivos puntos de ebullición normales
	0–10 kJ/mol	10–100 kJ/mol	100–300 kJ/mol	>300 kJ/mol

La vaporización de metales es un paso clave en la síntesis de vapores metálicos, que aprovecha la mayor reactividad de los átomos metálicos o las partículas pequeñas en relación con los elementos a granel.

Otras sustancias comunes

Entalpías de vaporización de sustancias comunes, medidas en sus respectivos puntos de ebullición estándar:

Compuesto	Punto de ebullición, a presión normal	Calor de vaporización
(K)	(°C)	(°F)	(J/mol)	(J/g)
Acetona	329	56	133	31300	538.9
Aluminio	2792	2519	4566	294000	10500
Amoníaco	240	−33,34	−28	23350	1371
Butano	272–274	−1	30–34	21000	320
Éter dietílico	307.8	34.6	94.3	26170	353.1
Etanol	352	78.37	173	38600	841
Hidrógeno (parahidrógeno)	20.271	−252.879	−423.182	899.2	446.1
Hierro	3134	2862	5182	340000	6090
Alcohol isopropílico	356	82.6	181	44000	732.2
Metano	112	−161	−259	8170	480.6
metanol	338	64.7	148	35200	1104
Propano	231	−42	−44	15700	356
fosfina	185	−87,7	−126	14600	429.4
Agua	373.15	100	212	40660	2257

Contenido relacionado

Más resultados...