PARA ESTUDIANTES PRE-UNIVERSITARIOS

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Lic. Carlos Jara Benites

2. PRESIÓN DEPRESIÓN DE
VAPORVAPORLic. Carlos Jara BenitesLic. Carlos Jara Benites

3. Presión ejercida por su vapor cuando el estado líquido yPresión ejercida por su vapor cuando el estado líquido y
el gaseoso están en equilibrio dinámico.el gaseoso están en equilibrio dinámico.
PRESIÓN DEPRESIÓN DE
VAPORVAPOR

4. CARACTERÍSTICAS:CARACTERÍSTICAS:
Cuando el vapor está en equilibrio con su líquido se dice que esCuando el vapor está en equilibrio con su líquido se dice que es vaporvapor
saturadosaturado, cuando la presión es inferior a este valor se dice que el vapor, cuando la presión es inferior a este valor se dice que el vapor
es no saturado.es no saturado.
1.1. La presión ejrcida por un vapor en equilibrio dinámico con su líquidoLa presión ejrcida por un vapor en equilibrio dinámico con su líquido
se denomina presión de vapor.se denomina presión de vapor.
2.2. Líquidos con presión de vapor altas a temperatuira ambiente sonLíquidos con presión de vapor altas a temperatuira ambiente son
muy volátiles, y las que tienen presiones de vapor muy bajas sonmuy volátiles, y las que tienen presiones de vapor muy bajas son
menos volátiles.menos volátiles.
3.3. La volatilidad de un líquido depende fundamentalmente de laLa volatilidad de un líquido depende fundamentalmente de la
intensidad de las fuerzas intermoleculares.intensidad de las fuerzas intermoleculares. «Cuanto más débiles sean«Cuanto más débiles sean
estas fuerzas, más volátil será el líquido y mayor su presión de vapor»estas fuerzas, más volátil será el líquido y mayor su presión de vapor»

5. 4.4. El agua a temperaturas ordinarias es un líquido moderadamente volátil,El agua a temperaturas ordinarias es un líquido moderadamente volátil,
a 25°C su presión de vapor es de 23,8 torr.a 25°C su presión de vapor es de 23,8 torr.
5.5. El mercurio es un líquido prácticamente no volátil, a 25°C su presión deEl mercurio es un líquido prácticamente no volátil, a 25°C su presión de
vapor es de 0,0018 torr.vapor es de 0,0018 torr.
6.6. La presión de vapor de un líquido depende solamente del líquido enLa presión de vapor de un líquido depende solamente del líquido en
particular y su temperatura.particular y su temperatura.
7.7. La presión de vapor no depende de la cantidad del líquido o de vapor,La presión de vapor no depende de la cantidad del líquido o de vapor,
siempre que haya alguna cantidad de cada una de las fases ensiempre que haya alguna cantidad de cada una de las fases en
equilibrio.equilibrio.
8.8. Cuando la presión de vapor de u líquido es igual a la presión exterior, elCuando la presión de vapor de u líquido es igual a la presión exterior, el
líquido hierve y se evapora libremente.líquido hierve y se evapora libremente.
9.9. La presión de vapor de un líquido varía grandemente con laLa presión de vapor de un líquido varía grandemente con la
temperatura.temperatura.
10.10. La presión parcial de las moléculas de vapor por encima de laLa presión parcial de las moléculas de vapor por encima de la
superficie de un líquido es la presión de vapor (Psuperficie de un líquido es la presión de vapor (Pvv) del mismo.) del mismo.
11.11. Los líquidos que se evaporan con facilidad se llaman volátiles y tienenLos líquidos que se evaporan con facilidad se llaman volátiles y tienen
presiones de vapor relativamente altas.presiones de vapor relativamente altas.
12.12. Cuando el aire ha recibido todo el vapor de agua que puede contenerCuando el aire ha recibido todo el vapor de agua que puede contener
a una temperatura dad, se dice que está saturado.a una temperatura dad, se dice que está saturado.

6. GRÁFICAS DE LASGRÁFICAS DE LAS
PRESIONES DE VAPORPRESIONES DE VAPOR
DE ALGUNOS LÍQUIDOSDE ALGUNOS LÍQUIDOS

9. Todos los sólidos y líquidos producen vaporesTodos los sólidos y líquidos producen vapores
consistentes en átomos o moléculas que se hanconsistentes en átomos o moléculas que se han
evaporado de sus formas condensadas. Si laevaporado de sus formas condensadas. Si la
sustancia, sólida o líquida, ocupa una parte de unsustancia, sólida o líquida, ocupa una parte de un
recipiente cerrado, las moléculas que escapan no serecipiente cerrado, las moléculas que escapan no se
pueden difundir ilimitadamente sino que sepueden difundir ilimitadamente sino que se
acumulan en el espacio libre por encima de laacumulan en el espacio libre por encima de la
superficie del sólido o el líquido, y se establece unsuperficie del sólido o el líquido, y se establece un
equilibrio dinámico entre los átomos y las moléculasequilibrio dinámico entre los átomos y las moléculas
que escapan del líquido o sólido y las que vuelven aque escapan del líquido o sólido y las que vuelven a
él.él.
PRESIÓN DEPRESIÓN DE
VAPORVAPOR

10. La presión correspondiente a este equilibrio es la presión deLa presión correspondiente a este equilibrio es la presión de
vapor y depende sólo de la naturaleza del líquido o el sólido yvapor y depende sólo de la naturaleza del líquido o el sólido y
de la temperatura, pero no depende del volumen del vapor;de la temperatura, pero no depende del volumen del vapor;
por tanto, los vapores saturados no cumplen la ley de Boyle-por tanto, los vapores saturados no cumplen la ley de Boyle-
MariotteMariotte..

11. La presión de vapor en los líquidos crece rápidamente alLa presión de vapor en los líquidos crece rápidamente al
aumentar la temperatura; así, cuando la presión de vapor esaumentar la temperatura; así, cuando la presión de vapor es
igual a 1 atmósfera, el líquido se encuentra en su punto deigual a 1 atmósfera, el líquido se encuentra en su punto de
ebullición ya que el vapor, al vencer la presión exterior, seebullición ya que el vapor, al vencer la presión exterior, se
puede formar en toda la masa del líquido y no sólo en supuede formar en toda la masa del líquido y no sólo en su
superficie.superficie.
Cuando un soluto no volátil se disuelve en un líquido disminuyeCuando un soluto no volátil se disuelve en un líquido disminuye
la presión de vapor del disolvente, pues las moléculas de soluto,la presión de vapor del disolvente, pues las moléculas de soluto,
al ser de mayor volumen, se comportan como una barrera queal ser de mayor volumen, se comportan como una barrera que
impide el paso de las moléculas de disolvente al estado de vapor.impide el paso de las moléculas de disolvente al estado de vapor.

12. En el dibujo se representa un recipiente cerrado, llenoEn el dibujo se representa un recipiente cerrado, lleno
parcialmente de un líquido (azul).parcialmente de un líquido (azul).
Este líquido como toda sustancia está constituido porEste líquido como toda sustancia está constituido por
moléculas (bolitas negras), que están en constantemoléculas (bolitas negras), que están en constante
movimiento al azar en todas direcciones. Este movimientomovimiento al azar en todas direcciones. Este movimiento
errático, hace que se produzcan choques entre ellas, deerrático, hace que se produzcan choques entre ellas, de
estos choques las moléculas intercambian energía, tal yestos choques las moléculas intercambian energía, tal y
como hacen las bolas de billar al chocar; algunas aceleran,como hacen las bolas de billar al chocar; algunas aceleran,
mientras otras se frenan.mientras otras se frenan.
En este constante choque e intercambio de energía,En este constante choque e intercambio de energía,
algunas moléculas pueden alcanzar tal velocidad, que sialgunas moléculas pueden alcanzar tal velocidad, que si
están cerca de la superficie pueden saltar del líquidoestán cerca de la superficie pueden saltar del líquido
(bolitas rojas) al espacio cerrado exterior como gases.(bolitas rojas) al espacio cerrado exterior como gases.
A este proceso de conversión lenta de los líquidos a gasesA este proceso de conversión lenta de los líquidos a gases
se les llama evaporación.se les llama evaporación.
A medida que mas y mas moléculas pasan al estado de vapor, la presión dentro delA medida que mas y mas moléculas pasan al estado de vapor, la presión dentro del
espacio cerrado sobre el líquido aumenta, este aumento no es indefinido, y hay unespacio cerrado sobre el líquido aumenta, este aumento no es indefinido, y hay un
valor de presión para el cual por cada molécula que logra escapar delvalor de presión para el cual por cada molécula que logra escapar del
líquido necesariamente regresa una de las gaseosas a él, por lo que se establece unlíquido necesariamente regresa una de las gaseosas a él, por lo que se establece un
equilibrio y la presión no sigue subiendo. Esta presión se conoce como Presión deequilibrio y la presión no sigue subiendo. Esta presión se conoce como Presión de
Vapor Saturado.La presión de vapor saturado depende de dos factores: La naturalezaVapor Saturado.La presión de vapor saturado depende de dos factores: La naturaleza
del líquido y la temperatura.del líquido y la temperatura.

13. INFLUENCIA DE LAINFLUENCIA DE LA
NATURALEZA DEL LÍQUIDONATURALEZA DEL LÍQUIDO
El valor de la presión de vapor saturado de un líquido, da una ideaEl valor de la presión de vapor saturado de un líquido, da una idea
clara de su volatilidad, los líquidos mas volátilesclara de su volatilidad, los líquidos mas volátiles (éter, gasolina,(éter, gasolina,
acetona, etc)acetona, etc) tienen una presión de vapor saturado mas alta, portienen una presión de vapor saturado mas alta, por
lo que este tipo de líquidos, confinados en un recipiente cerrado,lo que este tipo de líquidos, confinados en un recipiente cerrado,
mantendrán a la misma temperatura, un presión mayor que otrosmantendrán a la misma temperatura, un presión mayor que otros
menos volátiles. Eso explica porqué, a temperatura ambiente enmenos volátiles. Eso explica porqué, a temperatura ambiente en
verano, cuando destapamos un recipiente con gasolina, notamosverano, cuando destapamos un recipiente con gasolina, notamos
que hay una presión considerable en el interior, mientras que si elque hay una presión considerable en el interior, mientras que si el
líquido es por ejemplo; agua, cuya presión de vapor saturado eslíquido es por ejemplo; agua, cuya presión de vapor saturado es
mas baja, apenas lo notamos cuando se destapa el recipiente.mas baja, apenas lo notamos cuando se destapa el recipiente.

14. INFLUENCIA DE LAINFLUENCIA DE LA
TEMPERATURATEMPERATURA
Del mismo modo, habremos notado que la presión de vapor deDel mismo modo, habremos notado que la presión de vapor de
saturación crece con el aumento de la temperatura, de estasaturación crece con el aumento de la temperatura, de esta
forma si colocamos un líquido poco volátil como el agua en unforma si colocamos un líquido poco volátil como el agua en un
recipiente y lo calentamos, obtendremos el mismo efecto delrecipiente y lo calentamos, obtendremos el mismo efecto del
punto anterior, es decir una presión notable al destaparlo.punto anterior, es decir una presión notable al destaparlo.
La relación entre la temperatura y la presión de vapor saturadoLa relación entre la temperatura y la presión de vapor saturado
de las sustancias, no es una línea recta, en otras palabras, si sede las sustancias, no es una línea recta, en otras palabras, si se
duplica la temperatura, no necesariamente se duplicará laduplica la temperatura, no necesariamente se duplicará la
presión, pero si se cumplirá siempre, que para cada valor depresión, pero si se cumplirá siempre, que para cada valor de
temperatura, habrá un valor fijo de presión de vapor saturadotemperatura, habrá un valor fijo de presión de vapor saturado
para cada líquido.para cada líquido.
La explicación de este fenómeno puede se basa en el aumentoLa explicación de este fenómeno puede se basa en el aumento
de energía de la moléculas al calentarse.de energía de la moléculas al calentarse.

15. Cuando un líquido se calienta, estamos suministrándole energía.Cuando un líquido se calienta, estamos suministrándole energía.
Esta energía se traduce en aumento de velocidad de las moléculasEsta energía se traduce en aumento de velocidad de las moléculas
que lo componen, lo que a su vez significa, que los choques entreque lo componen, lo que a su vez significa, que los choques entre
ellas serán mas frecuentes y violentos.ellas serán mas frecuentes y violentos.
Es fácil darse cuenta entonces, que la cantidad de moléculas queEs fácil darse cuenta entonces, que la cantidad de moléculas que
alcanzarán suficiente velocidad para pasar al estado gaseoso seráalcanzarán suficiente velocidad para pasar al estado gaseoso será
mucho mayor, y por tanto mayor también la presión.mucho mayor, y por tanto mayor también la presión.

16. El efecto de evaporaciónEl efecto de evaporación
explicado hasta aquí; dondeexplicado hasta aquí; donde
para cada valor de temperatura,para cada valor de temperatura,
se establece un equilibrio entrese establece un equilibrio entre
las moléculas que abandonan ellas moléculas que abandonan el
líquido desde su superficie comolíquido desde su superficie como
gases y las que regresan a élgases y las que regresan a él
para dar un valor presión, separa dar un valor presión, se
cumple de igual modo aunque lacumple de igual modo aunque la
naturaleza del gas que estánaturaleza del gas que está
estableciendo la presión seaestableciendo la presión sea
otro diferente a los vapores delotro diferente a los vapores del
propio líquido.propio líquido.
PUNTO DEPUNTO DE
EBULLICIÓNEBULLICIÓN

17. Veamos: supongamos que tenemosVeamos: supongamos que tenemos
un líquido confinado a un recipienteun líquido confinado a un recipiente
abierto como se muestra, en esteabierto como se muestra, en este
caso sobre el líquido actúa el aire acaso sobre el líquido actúa el aire a
la presión de la atmósfera, si estala presión de la atmósfera, si esta
presión es mayor que la presión depresión es mayor que la presión de
vapor saturado del líquido a esavapor saturado del líquido a esa
temperatura, la evaporación serátemperatura, la evaporación será
muy lenta, y se deberámuy lenta, y se deberá
básicamente, a que siempre en elbásicamente, a que siempre en el
incesante choque entre ellas,incesante choque entre ellas,
alguna de manera esporádica,alguna de manera esporádica,
alcanzará la energía suficiente paraalcanzará la energía suficiente para
pasar al estado gaseoso con lapasar al estado gaseoso con la
posibilidad de abandonar elposibilidad de abandonar el
recipiente, especialmente si hayrecipiente, especialmente si hay
alguna corriente de gases que laalguna corriente de gases que la
arrastre.arrastre.

18. Si comenzamos a incrementar la temperatura del sistema, cada vez seráSi comenzamos a incrementar la temperatura del sistema, cada vez será
mayor la cantidad de moléculas que lo abandonen y se irá incrementandomayor la cantidad de moléculas que lo abandonen y se irá incrementando
gradualmente la evaporación.gradualmente la evaporación.
Cuando se alcance una temperatura tal, para la cual, el valor de la presiónCuando se alcance una temperatura tal, para la cual, el valor de la presión
de vapor saturado del líquido en cuestión, sea igual al valor de la presiónde vapor saturado del líquido en cuestión, sea igual al valor de la presión
atmosférica, la evaporación se producirá en toda la masa del líquido, seatmosférica, la evaporación se producirá en toda la masa del líquido, se
dice entonces que el líquido entra en ebullición (hierve).dice entonces que el líquido entra en ebullición (hierve).
Si se ha comprendido hasta aquí podemos ahora definir el punto deSi se ha comprendido hasta aquí podemos ahora definir el punto de
ebullición como:ebullición como:
El valor de la temperatura para la cual la presión de vapor saturado de unEl valor de la temperatura para la cual la presión de vapor saturado de un
líquido cualquiera, alcanza la presión a que está sometido.líquido cualquiera, alcanza la presión a que está sometido.
Se puede deducir fácilmente que el punto de ebullición de un líquidoSe puede deducir fácilmente que el punto de ebullición de un líquido
dependerá de la presión a que esté sometido y será mas bajo para bajasdependerá de la presión a que esté sometido y será mas bajo para bajas
presiones y mas alto para el caso contrario.presiones y mas alto para el caso contrario.
Este fenómeno se aprovecha en la práctica para muchas aplicaciones,Este fenómeno se aprovecha en la práctica para muchas aplicaciones,
algunas tan simples como la conocida olla a presiónalgunas tan simples como la conocida olla a presión,, y otrasy otras tan complejastan complejas
e importantes como las grandes calderas de vapor, las máquinase importantes como las grandes calderas de vapor, las máquinas
refrigeradoras o la producción de aire líquido.refrigeradoras o la producción de aire líquido.

19. BIBLIOGRAFÍA
1. CHANG, RAYMOND, 4ta. Ed.,
Editorial Mc. Graw Hill,Méxixo 1995.
2. SEESE W.. DAUB G. ,5TA ED. ,
Prentice Hall Hispanoamericana.
3. MORTINER, C. ,
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Addison-Wesley Iberoamericana,
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6. JARA BENITES CARLOS Y CUEVA
GARCÍA RUBEN,
Problemas de química y como
resolverlos. Colección RACSO.
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7. BURNS R. , 2da. Ed. ,
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México, 1996.
8. PETRUCCI R., 1ra. Ed. ,
Fondo Educativo Interamericano,
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Lic. Carlos Jara Benites

20. LIBROS EN
VENTA DEL
LIC. CARLOS
JARA
BENITES