Qu’est ce que : Définition du point d’ébullition

Le point d’ébullition est la température à laquelle une substance liquide égalise sa pression de vapeur avec celle exercée à la surface du liquide. Candela Rocío Barbisan | Nov. 2021Ingénieur chimisteC’est un concept qui nous est généralement associé, car il est courant de chauffer de l’eau pour le thé, par exemple. Eh bien, les processus d’évaporation, d’ébullition et de fusion sont des changements physiques que subit la matière et qui se produisent continuellement tout autour de nous.
Lorsque ces processus ont lieu, la matière ne subit pas de changement dans sa composition chimique, elle ne subit que des changements dans son état d’agrégation, qui, comme nous le savons, dans la nature sont : gaz, liquide et solide.
Pensons à l’été, lorsque nous allons à la mer, sur la plage. Ensuite, lorsque nous sommes exposés au rayonnement solaire, nous nous desséchons. C’est lorsque l’eau s’évapore de la phase liquide et se transforme en vapeur. Cela se produit à une certaine température compte tenu de la pression.
De même, si nous plaçons un liquide dans un récipient ouvert et que nous le chauffons, nous verrons que, dans un premier temps, seules quelques particules ont suffisamment d’énergie cinétique pour se séparer de la surface et former de la vapeur. Au fur et à mesure que nous fournissons de la chaleur, davantage de particules auront tendance à quitter la surface, générant davantage de vapeur jusqu’à ce que, finalement, tout le mélange liquide se soit évaporé. Ceci est dû au fait que la cuve est ouverte, si la cuve était fermée, nous aurions un cas différent, où un équilibre entre la phase liquide et la phase gazeuse serait généré. Dans un premier temps, les particules vont se détacher du liquide. Au fur et à mesure que nous augmentons la quantité de chaleur délivrée, davantage de particules passent en phase gazeuse, mais aussi les collisions entre elles augmentent, ce qui fait que certaines retournent dans le liquide, jusqu’à ce que nous atteignions un équilibre où la vitesse de retour au liquide et la vitesse de sortie de celui-ci sont les mêmes.Lorsque nous observons qu’un liquide commence à bouillir, en formant des bulles sous la surface, nous savons qu’à ce moment-là, la pression de vapeur est égale à la pression atmosphérique. Qu’est-ce que la pression de vapeur ? Il s’agit de la pression exercée par la vapeur en équilibre avec le liquide, indiquant la facilité avec laquelle la substance s’évapore. Dans le cas du récipient fermé, l’équilibre dont nous parlons se produit à la pression de vapeur.
Ainsi, le ‘point d’ébullition’ est la température à laquelle la pression de vapeur d’une substance liquide est égale à celle exercée à la surface. Dans le cas d’un récipient ouvert, la pression atmosphérique s’exerce sur la surface, de sorte que la température à laquelle la pression de vapeur est égale à la pression atmosphérique est sa température d’ébullition.
Cette connaissance de la pression de vapeur est un concept utilisé dans de nombreux processus dans l’industrie ainsi que dans nos foyers, comme dans le cas des autocuiseurs. Il est similaire à l’exemple du récipient fermé, car ce pot est étanche à l’air et garde la vapeur à l’intérieur.
En continuant à fournir de la chaleur, la pression à la surface du liquide à l’intérieur augmente, ce qui produit plus de vapeur et accélère la cuisson car l’eau aura un point d’ébullition plus élevé que si elle était ouverte. Beaucoup d’entre eux sont dotés d’une valve au sommet qui permet à l’excès de vapeur produit de s’échapper.

Exemples de points d’ébullition normaux

Si nous définissons le point d’ébullition par une pression exercée sur la surface du liquide, si cette pression est la pression atmosphérique (101,325 kPa), la température d’ébullition est dite ‘normale’ au niveau de la mer.
En vertu de ce qui précède, nous pouvons estimer que la pression atmosphérique est un paramètre pertinent dans la définition puisque, si nous faisons varier l’altitude, nous ferons varier la pression atmosphérique et, par conséquent, son point d’ébullition. En général, les valeurs normales du point d’ébullition de différentes substances, mesurées au niveau de la mer, sont présentées sous forme de tableaux, dont voici quelques exemples :
Eau : 100 ºC
Essence : 30-200ºC
Diesel : 280-350 ºC
Méthanol : 64,7 ºC
Éthanol : 78,3 ºC
Lors de l’analyse des tendances du point d’ébullition, plusieurs facteurs doivent être pris en compte, du type de composé (ionique, covalent, métallique) aux forces intermoléculaires et aux masses molaires impliquées. Les substances qui, à température ambiante, s’évaporent facilement sont dites ‘volatiles’. Notez le cas de l’alcool, qui est plus volatil que l’eau ; les parfums doivent donc toujours être conservés fermés en raison de leur facilité d’évaporation.