O que é elevação do ponto de ebulição?

A elevação do ponto de ebulição é o efeito que ocorre quando um material é dissolvido em uma solução pura, causando um aumento no ponto de ebulição da mistura. O soluto, o material a ser dissolvido, é adicionado à solução pura, denominada solvente, que reduz a pressão de vapor da mistura. Reduzir a pressão de vapor da mistura significa que é necessário mais energia para ferver, o que resulta em um ponto de ebulição mais alto da mistura.

Cada produto químico possui uma alteração mensurável do ponto de ebulição para misturas com diferentes solventes. Essa quantidade mensurável é conhecida como constante de elevação do ponto de ebulição molal ou constante de elevação molal. Se a concentração do produto químico na mistura é conhecida ou medida, essa concentração pode ser multiplicada pela constante de elevação molal e é possível calcular a elevação resultante do ponto de ebulição e compará-la com os valores medidos. A constante de elevação molal também pode ser usada para determinar a concentração de soluto em uma mistura medindo o ponto de ebulição da mistura e dividindo a elevação do ponto de ebulição do solvente pela constante de elevação molal.

Uma aplicação comum e útil da elevação do ponto de ebulição é a adição de anticongelante, geralmente etileno glicol, nos sistemas de refrigeração de automóveis. O etileno glicol é adicionado em uma concentração de 50% em volume à água no radiador do automóvel para evitar o congelamento, mas a elevação no ponto de ebulição da solução resultante é um benefício. A água ferve a 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius); a mistura de etileno-glicol e água ferve a 107,2 ° Celsius e ainda mais quando o sistema de refrigeração é pressurizado, o que é normal para sistemas de refrigeração automotivos.

Os cozinheiros têm aproveitado a elevação do ponto de ebulição há séculos. Adicionar sal à água aumenta o ponto de ebulição da mistura, o que resulta em tempos de cozimento mais rápidos. A água do mar, que contém cerca de 3,5% do total de sais, ferve a 102,5 ° Celsius (216,5 ° Fahrenheit). Talvez essa não seja uma grande diferença da água pura, mas o cozimento mais rápido geralmente é preferido pelos cozinheiros.

A elevação do ponto de ebulição resultante de uma mistura é um fator da constante do ponto de ebulição molal, de modo que o ponto de ebulição de uma mistura continuará a aumentar à medida que mais soluto for adicionado à mistura. Isso resulta da redução da pressão de vapor do solvente à medida que suas moléculas são capturadas pelo soluto. Existem limites práticos para a elevação do ponto de ebulição em aplicações industriais e de consumo. No resfriamento automotivo, por exemplo, o ponto de ebulição do etileno glicol puro é de 197 ° Celsius (386 ° Fahrenheit), o que pode ser visto como uma vantagem. A viscosidade, ou espessura, do etileno glicol puro em temperaturas mais baixas torna seu uso impraticável, no entanto, porque a 4,4 ° Celsius o etileno glicol puro tem uma espessura medida sete vezes maior que o etileno-glicol a 50%. solução de água e água.