Explicación sencilla del punto de ebullición

El punto de fusión es el paso de un cuerpo sólido a líquido. Se produce cuando el líquido comienza a hervir, lo cual sucede a unos 100º.

Qué es el punto de ebullición

Antes de hablar de ebullición y evaporación, conviene saber qué es el punto de ebullición.

Básicamente, se define como punto de ebullición al instante en que una materia pasa de líquida a gaseosa.

Todo gira en torno a la temperatura que provoca que la presión de vapor de un líquido, iguale la presión de vapor del medio.

Hablando en lenguaje coloquial, el punto de ebullición es la temperatura a la que un líquido comienza a hervir.

Una temperatura que varía según el líquido. Por lo que todo se vincula a las propiedades de ese elemento y no a la cantidad que se intente hacer hervir.

Lo que sí es constante en todo líquido es su temperatura.

Una vez comienza la ebullición, ésta no varía.

Ebullición y evaporación

La realidad dicta que los procesos que pueden llevar un líquido a estado gaseoso son dos: ebullición y evaporación.

En este caso, la evaporación es el proceso de transición en el que un líquido pasa a estado gaseoso. La evaporación se refiere al proceso que ocurre justo sobre la superficie entre el líquido y el gas.

Para no confundirla con la ebullición, hay que tener en cuenta el proceso:

En la evaporación, se da solo en la superficie del líquido. Mientras, la ebullición se da en la totalidad del líquido. Es un proceso endotérmico, pues necesita de calor para transicionar a gaseoso.

Obviamente, ambos procesos también tienen mucho en común. Por tal motivo, conviene tener en cuenta estas consideraciones de los dos procesos:

• El punto de ebullición de un líquido no es lo mismo del punto de evaporación
• La evaporación supone la eliminación de vapor desde la misma superficie del líquido.
• A mayor temperatura, mayor agitación de los átomos, lo que deriva en una mayor evaporación. En el caso contrario, cuando hay agitación térmica en la ebullición, el vapor no se crea solo en la superficie, sino en todo el líquido. De ahí que en la ebullición se generen burbujas de vapor en el interior de la masa del líquido.
• Por último, en la ebullición, como ya hemos comentado, la temperatura es constante. A esta temperatura constante se la llama calor latente de evaporización

El punto de ebullición y la temperatura

El punto de ebullición de un líquido está en relación con la presión existente entre su superficie y con la presión del vapor saturado.

En el punto de ebullición, y durante el transcurso de la misma, estas presiones permanecen idénticas.

Cuando en las tablas que dan los puntos de ebullición de los líquidos vemos los datos, estos se refieren a cuerpos bajo una presión normal de 760 mm de mercurio.

En el caso de los cuerpos que tienen un punto de ebullición elevado o son sensibles al calor, su punto de ebullición se indica, por ejemplo, a 10 mm de mercurio.

Si se modifica la presión exterior en la superficie del líquido, se modifica igualmente el punto de ebullición inicial. Esta particularidad se utiliza en tecnología mediante recipientes herméticamente cerrados, dentro de los cuales la compresión del vapor origina una presión muy elevada (sobrepresión). Por tanto, hay una elevación de la temperatura, del punto de ebullición, mucho más rápida que en un recipiente normal.

De este modo, el agua que se hace hervir a una presión de dos atmósferas, hierve a una temperatura de 120ºC, en lugar de los 100ºC normalmente observables. Para explicarlo con un ejemplo claro, podemos decir que si ponemos al fuego un recipiente con agua, como el fuego está a mayor temperatura que el agua, le cede calor.

Así, la temperatura del agua va aumentando, lo que podemos comprobar si ponemos un termómetro en el agua. Cuando el agua llega a 100ºC, empieza a hervir, convirtiéndose en vapor de agua, y deja de aumentar su temperatura, pese a que el fuego sigue suministrándole calor.

Al pasar de agua a vapor de agua, todo el calor se usa en cambiar de líquido a gas, sin variar la temperatura.

La temperatura a la que una sustancia cambia de líquido a gas se llama punto de ebullición y es una propiedad característica de cada sustancia.

• El punto de ebullición del agua es de 100ºC
• El alcohol hierve a 78ºC
• Mientras, el hierro lo hace a 2750ºC

Reacción del agua en ebullición

Para analizar la reacción del agua en ebullición, podemos comenzar por analizarla en estado sólido. Es decir, congelada. Las partículas de agua, en estado sólido, oscilan alrededor de unas posiciones aparentemente ordenadas.

Cuando la temperatura alcanza el punto de fusión (0ºC) la velocidad de las partículas es lo suficientemente alta para que algunas de ellas abandonen sus posiciones y comiencen a moverse.

De ahí que la solidez del hielo se vaya desmoronando poco a poco. Una vez que el agua llega al proceso de vaporización, cada vez más partículas comienzan a escapar.

La ebullición comienza en un punto de 100°C (373,15 K) a presión de 1 atmósfera (es decir; la presión promedio existente al nivel del mar).

La reacción del agua en ebullición presenta un proceso sencillo donde las partículas de H2O alcanzan una alta velocidad de vaporación, formándose burbujas en la superficie del líquido.

Cómo llevar el agua a ebullición a 70ºC

De toda la vida se ha dicho que el punto de ebullición del agua está en 100ºC. Y es la realidad.

Las bases de la ciencia, las cuales revelan que la presión de vapor del líquido iguala a la presión de vapor del medio en el que se encuentra.

Por ello, si después de ascender una montaña cuya suma con el nivel de mar superan los 1.500 m de altura, quizás necesites una olla a presión para superar los 90ºC.

En una olla a presión, el agua puede seguir siendo líquida a temperaturas cercanas a 120ºC y puedes cocinar en la mitad de tiempo.

Por ello, el siguiente truco hará que el agua entre en ebullición a sólo 70ºC de temperatura.

• Paso 1 - Calienta el agua a unos 70ºC, aproximadamente. Puedes emplear un termómetro para ir midiendo la temperatura.
• Paso 2 - Después, coloca el agua dentro de una bomba de vacío y comienza a bombear.
• Paso 3 - Tras unos bombeos, llegará un momento en que empezarán a salir burbujas de toda la masa del líquido. Es precisamente ahí, donde comienza la ebullición.

¿Cuándo tienes que llevar el agua a ebullición en tu día a día?

El agua es un elemento imprescindible para la supervivencia de todo ser vivo. La usamos para hidratarnos, pero también para asearnos, para cocinar o para regar las plantas. Pero, ¿en qué momentos es necesario llevar el agua a ebullición? Te contamos cuándo deberías hervir el agua antes de utilizarla:

• Esterilización - Si vas a esterilizar jeringuillas, agujas o instrumentos de cirugía menor, debes poner a hervir agua para la esterilización.
• Ebullición para desinfección - Llevar el agua a ebullición no sólo esteriliza instrumentos quirúrgicos, también desinfecta la propia agua. Así, cuando hervimos agua, eliminamos las bacterias perniciosas. Eso sí, es necesario mantener el agua hirviendo entre 15 y 30 minutos.
• Ebullición en la cocina:
  • Hervir a fuego lento - Para hervir a fuego lento debemos pasar los 83ºC
  • Reducir alimentos - La reducción se da entre 71º y 83ºC
  • Ebullición en cocina - En este caso, el hervido es total y debemos llegar a los 100ºC

Temperaturas para el punto de ebullición

Como ya hemos comentado, el agua tiene su punto de ebullición en 100ºC.

Pero, ¿qué temperaturas necesitan otras sustancias para alcanzar el punto de ebullición?

En concreto, te mostramos dónde tiene el punto de ebullición cada elemento de la tabla periódica, además del alcohol que lo tiene en 78ºC.

Nota: Las temperaturas de ebullición de los siguientes elementos están representados en grados centígrados.

• Helio: -269
• Hidrógeno: -253
• Neón: -246
• Nitrógeno: -196
• Flúor: -188
• Argón: -186
• Oxígeno: -183
• Kryptón: -153
• Xenón: -108
• Radón: -62
• Cloro: -35
• Bromo: 59
• Iodo: 184
• Fósforo: 280
• Ástato: 337
• Mercurio: 357
• Azufre: 445
• Arsénico: 613
• Francio: 677
• Cesio: 678

• Selenio: 685
• Rubidio: 688
• Cadmio: 765
• Potasio: 774
• Sodio: 883
• Zinc: 907
• Polonio: 962
• Teluro: 990
• Magnesio: 1.090
• Bario: 1.140
• Litio: 1.347
• Estroncio: 1.384
• Talio: 1.457
• Iterbio: 1.466
• Calcio: 1.484
• Bismuto: 1.560
• Europio : 1.597
• Tulio: 1.727
• Radio: 1.737
• Plomo: 1.740

• Antimonio: 1.750
• Samario: 1.900
• Manganeso: 1.962
• Indio: 2.000
• Plata: 2.212
• Estaño: 2.270
• Sílice: 2.355
• Galio: 2.403
• Aluminio: 2.467
• Erbio: 2.510
• Boro: 2.550
• Disprosio: 2.562
• Cobre: 2.567
• Americio: 2.607
• Cromo: 2.672
• Holmio: 2.720
• Níquel: 2.732
• Hierro: 2.750
• Oro: 2.807
• Germanio: 2.830
• Escandio: 2.832

• Cobalto: 2.870
• Paladio: 2.927
• Berilio: 2.970
• Promecio: 3.000
• Terbio: 3.041
• Praseodimio: 3.127
• Neodimio: 3.127
• Actinio: 3.200
• Gadolinio: 3.233
• Plutonio: 3.235
• Cerio: 3.257
• Titanio: 3.287
• Lutecio: 3.315
• Itrio: 3.337
• Vanadio: 3.380
• Lantano: 3.469
• Rodio: 3.727
• Uranio: 3.818
• Platino: 3.827
• Rutenio: 3.900

• Neptunio: 3.902
• Zirconio: 4.377
• Iridio: 4.527
• Molibdeno: 4.612
• Torio: 4.790
• Carbono: 4.827
• Tecnecio: 4.877
• Niobio: 4.927
• Osmio: 5.027
• Hafnio: 5.400
• Tantalio: 5.425
• Renio: 5.627
• Wolframio: 5.660

Como puedes comprobar, el Helio es el elemento químico con un punto de ebullición a menor temperatura, ya que entra en ebullición a -279 grados. Por su parte, el Wolframio es el elemento que necesita más temperatura, en concreto entra en su punto de ebullición a 5.660 grados centígrados.