Presión de vapor
La presión de vapor (o presión de vapor en países de habla inglesa distintos de los EE. UU.; consulte las diferencias ortográficas ) o presión de vapor de equilibrio se define como la presión ejercida por un vapor en equilibrio termodinámico con sus fases condensadas (sólidas o líquidas) a una temperatura dada en un sistema cerrado . La presión de vapor de equilibrio es una indicación de la tasa de evaporación de un líquido . Se relaciona con la tendencia de las partículas a escapar del líquido (o de un sólido). Una sustancia con una alta presión de vapor a temperaturas normales se denomina a menudo volátil. La presión que exhibe el vapor presente sobre la superficie de un líquido se conoce como presión de vapor. A medida que aumenta la temperatura de un líquido, también aumenta la energía cinética de sus moléculas. A medida que aumenta la energía cinética de las moléculas, también aumenta el número de moléculas que se convierten en vapor, lo que aumenta la presión de vapor.
La presión de vapor de cualquier sustancia aumenta de forma no lineal con la temperatura según la relación de Clausius-Clapeyron . El punto de ebullición a presión atmosférica de un líquido (también conocido como punto de ebullición normal ) es la temperatura a la que la presión de vapor es igual a la presión atmosférica ambiental. Con cualquier aumento incremental de esa temperatura, la presión de vapor se vuelve suficiente para superar la presión atmosférica y elevar el líquido para formar burbujas de vapor dentro de la mayor parte de la sustancia. Burbujala formación más profunda en el líquido requiere una temperatura más alta debido a la mayor presión del fluido, porque la presión del fluido aumenta por encima de la presión atmosférica a medida que aumenta la profundidad. Más importante a poca profundidad es la temperatura más alta requerida para comenzar la formación de burbujas. La tensión superficial de la pared de la burbuja conduce a una sobrepresión en las burbujas iniciales muy pequeñas.
La presión de vapor que un solo componente en una mezcla contribuye a la presión total en el sistema se llama presión parcial . Por ejemplo, el aire a nivel del mar, y saturado con vapor de agua a 20 °C, tiene presiones parciales de unos 2,3 kPa de agua, 78 kPa de nitrógeno , 21 kPa de oxígeno y 0,9 kPa de argón , totalizando 102,2 kPa, lo que constituye la base para presión atmosférica estándar .
La presión de vapor se mide en las unidades estándar de presión . El Sistema Internacional de Unidades (SI) reconoce la presión como una unidad derivada con la dimensión de fuerza por área y designa el pascal (Pa) como su unidad estándar. Un pascal es un newton por metro cuadrado (N·m −2 o kg·m −1 ·s −2 ).
La medición experimental de la presión de vapor es un procedimiento simple para presiones comunes entre 1 y 200 kPa. [1] Los resultados más precisos se obtienen cerca del punto de ebullición de las sustancias y se producen grandes errores para mediciones inferiores a 1 kPa . Los procedimientos a menudo consisten en purificar la sustancia de prueba, aislarla en un recipiente, evacuar cualquier gas extraño y luego medir la presión de equilibrio de la fase gaseosa de la sustancia en el recipiente a diferentes temperaturas. Se logra una mayor precisión cuando se tiene cuidado de garantizar que toda la sustancia y su vapor estén a la temperatura prescrita. Esto se hace a menudo, como con el uso de un isoteniscopio , sumergiendo el área de contención en un baño líquido.
En un contexto médico, la presión de vapor a veces se expresa en otras unidades, específicamente milímetros de mercurio (mmHg) . Esto es importante para los anestésicos volátiles , la mayoría de los cuales son líquidos a temperatura corporal, pero con una presión de vapor relativamente alta.
