Calculadora de ponto de ebulição

Estime como a temperatura de ebulição de um líquido muda com a pressão usando a equação de Clausius-Clapeyron.

Calcule o ponto de ebulição em outra pressão
Informe um ponto de ebulição conhecido, sua pressão, a pressão desejada e a entalpia de vaporização do líquido.

Sobre ponto de ebulição e pressão

Um líquido entra em ebulição quando sua pressão de vapor se iguala à pressão ao redor. O ponto de ebulição normalmente encontrado em tabelas de referência é o ponto de ebulição normal, medido a uma atmosfera. Não é uma temperatura fixa em todas as condições. Ao reduzir a pressão externa, as moléculas conseguem passar para a fase de vapor em uma temperatura menor; ao elevar a pressão, é necessária uma temperatura maior. Por isso a água ferve abaixo de 100 °C em grandes altitudes e uma panela de pressão funciona acima de 100 °C. Esta calculadora estima essa mudança dependente da pressão pela forma integrada da equação de Clausius-Clapeyron. Ela usa uma temperatura de ebulição e uma pressão conhecidas como referência e as combina com a pressão desejada e a entalpia molar de vaporização. Internamente, todas as temperaturas são convertidas para kelvin, e a entalpia informada em quilojoules por mol é convertida para joules por mol, compatíveis com a constante universal dos gases. As unidades de pressão se cancelam na razão, mas os dois valores devem usar de forma consistente a unidade exibida. O método supõe que o vapor se comporta aproximadamente como um gás ideal, que o volume molar do líquido é pequeno em relação ao do vapor e que a entalpia de vaporização permanece constante no intervalo de temperatura. Essas hipóteses são úteis em faixas moderadas de pressão e temperatura. A precisão diminui perto do ponto crítico, ao atravessar uma transição de fase ou quando a pressão desejada está muito distante da referência. Para projetos de engenharia, cálculos de segurança ou misturas fortemente não ideais, use dados medidos de pressão de vapor ou uma equação de estado adequada. Escolha dados confiáveis para a substância e a faixa de temperatura de interesse. A entalpia de vaporização varia com a temperatura e se aproxima de zero perto do ponto crítico; por isso, um valor medido próximo ao ponto de ebulição de referência oferece a melhor estimativa. Em misturas, a composição muda durante a ebulição, e um cálculo de um único componente puro pode não descrever os pontos de bolha e de orvalho. Mesmo com essas limitações, a calculadora fornece uma estimativa clara e rápida para planejamento de laboratório, comparação de altitudes, evaporação a vácuo, estudos de destilação e tarefas de química.

Exemplos de ponto de ebulição

EntradasResultado estimadoContexto
Água: 100 °C a 101.325 kPa; pressão desejada 80 kPa; 40.65 kJ/molCerca de 93.4 °CA redução da pressão diminui a temperatura de ebulição da água.
Etanol: 78.37 °C a 101.325 kPa; pressão desejada 90 kPa; 38.56 kJ/molCerca de 74.9 °CUma redução moderada da pressão provoca uma pequena queda no ponto de ebulição.
Água: 100 °C a 101.325 kPa; pressão desejada 150 kPa; 40.65 kJ/molCerca de 111.3 °CUma pressão maior eleva o ponto de ebulição estimado.

Como calcular um ponto de ebulição

  1. Informe uma temperatura de ebulição conhecida do líquido.
  2. Informe a pressão associada a esse ponto de ebulição.
  3. Informe a pressão desejada e a entalpia de vaporização do líquido.
  4. Selecione Calcular ponto de ebulição para ver a estimativa ajustada à pressão.

Perguntas frequentes sobre o cálculo de ebulição

Por que o ponto de ebulição muda com a pressão?

A ebulição começa quando a pressão de vapor do líquido se iguala à pressão externa. Uma pressão externa menor permite atingir essa condição em uma temperatura menor, enquanto uma maior exige mais aquecimento.

Posso usar outras unidades de pressão?

A equação usa uma razão entre pressões, então qualquer unidade funciona se os dois valores usarem a mesma. Esta calculadora identifica ambas as entradas em kPa para evitar misturas acidentais.

Onde encontro a entalpia de vaporização?

Manuais de química, fichas de segurança e bancos de dados termodinâmicos confiáveis publicam valores de entalpia molar de vaporização. Sempre que possível, use um valor medido perto da temperatura de referência.

Funciona para misturas?

A ferramenta se destina a uma única substância com um valor de entalpia representativo. Misturas podem ter pontos de bolha e de orvalho dependentes da composição, então modelos rigorosos de misturas são mais adequados.

Qual é a precisão da estimativa de Clausius-Clapeyron?

Ela costuma ser útil em faixas moderadas nas quais a entalpia varia pouco e o vapor se aproxima do comportamento ideal. A precisão diminui em faixas amplas e perto do ponto crítico da substância.