¿Qué es la elevación del punto de ebullición?

La elevación del punto de ebullición es el efecto que ocurre cuando un material se disuelve en una solución pura, causando un aumento en el punto de ebullición de la mezcla. El soluto, el material que se va a disolver, se agrega a la solución pura, llamada solvente, que reduce la presión de vapor de la mezcla. La reducción de la presión de vapor de la mezcla significa que se necesita más energía para que la mezcla hierva, lo que resulta en un punto de ebullición más alto de la mezcla.

Cada producto químico tiene un cambio medible en el punto de ebullición para mezclas con diferentes solventes. Esta cantidad medible se conoce como constante de elevación del punto de ebullición molal o constante de elevación molal. Si la concentración del químico en la mezcla es conocida o medida, esta concentración puede multiplicarse por la constante de elevación molal, y uno puede calcular la elevación del punto de ebullición resultante y compararla con los valores medidos. La constante de elevación molal también se puede usar para determinar la concentración de soluto en una mezcla midiendo el punto de ebullición de la mezcla y dividiendo la elevación del punto de ebullición del disolvente por la constante de elevación molal.

Una aplicación común y útil de elevación del punto de ebullición es agregar anticongelante, típicamente etilenglicol, a los sistemas de enfriamiento de automóviles. Se agrega etilenglicol en una concentración de 50 por ciento en volumen al agua en el radiador del automóvil para evitar el congelamiento, pero la elevación en el punto de ebullición de la solución resultante es un beneficio. El agua hierve a 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius); la mezcla de etilenglicol y agua hierve a 225 ° Fahrenheit (107,2 ° Celsius) e incluso más cuando el sistema de enfriamiento está presurizado, lo cual es normal para los sistemas de enfriamiento de automóviles.

Los cocineros han estado aprovechando la elevación del punto de ebullición durante siglos. Agregar sal al agua aumenta el punto de ebullición de la mezcla, lo que resulta en tiempos de cocción más rápidos. El agua de mar del océano, que contiene aproximadamente un 3,5 por ciento de sales totales, hierve a 216,5 ° Fahrenheit (102,5 ° Celsius). Quizás esta no sea una gran diferencia con respecto al agua corriente, pero los cocineros prefieren una cocción más rápida.

La elevación del punto de ebullición resultante de una mezcla es un factor de la constante del punto de ebullición molal, por lo que el punto de ebullición de una mezcla continuará aumentando a medida que se agregue más soluto a la mezcla. Esto resulta de la reducción de la presión de vapor del solvente cuando sus moléculas son atrapadas por el soluto. Existen límites prácticos para la elevación del punto de ebullición en aplicaciones industriales y de consumo. En el enfriamiento automotriz, por ejemplo, el punto de ebullición del etilenglicol puro es 386 ° Fahrenheit (197 ° Celsius), lo que podría verse como una ventaja. Sin embargo, la viscosidad o grosor del etilenglicol puro a temperaturas más frías hace que su uso sea poco práctico, ya que a 40 ° Fahrenheit (4.4 ° Celsius) el etilenglicol puro tiene un espesor medido que es siete veces mayor que el 50% de etilenglicol. y solución de agua.