Vapor (estado)

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El vapor es la zona por debajo de la línea vertical que representa la temperatura crítica.

El vapor es el estado de agregación de la materia en el que las moléculas interaccionan débilmente entre sí, sin formar enlaces moleculares adoptando la forma y el volumen del recipiente que las contiene y tendiendo a expandirse todo lo posible, es decir, que es la fase gaseosa de una sustancia a diferencia de que esta se encuentra por debajo de su temperatura crítica.[1]

Aunque utilizamos los términos gas y vapor de manera indistinta, rigurosamente existe una diferencia. Un gas es una sustancia que normalmente se encuentra en el estado gaseoso a temperaturas y presiones ordinarias; un vapor es la forma gaseosa de cualquier sustancia que constituye un líquido o un sólido a temperaturas y presiones normales, mientras que un gas perfecto requiere el proceso de licuefacción, para pasar al estado líquido. Cuando se habla de temperaturas y presiones normales se refiere a 25 °C y 1 atm. Ejemplo: Hablamos de vapor de agua y oxígeno gaseoso.[2]

En la gráfica, el vapor es la llamada fase gaseosa, encerrada, por la línea vertical que representa la temperatura crítica y las curvas azul (curva de vaporización) y roja curva de sublimación, que representan las temperaturas y presiones específicas en las que coexisten los estado de la materia de líquido-gas y sólido-gas respectivamente y así convirtiéndose en vapor. Este diagrama de fases muestra los cambios de estado de la materia.
La curva con puntos de color verde muestra el comportamiento anómalo del agua y en general, el de todos los materiales que cuando se funden sufren una contracción de volumen específico. La curva de fusión (en color verde) marca el punto de fusión para cada par (temperatura, presión). La curva de vaporización, en azul, lo mismo para el punto de ebullición, y la curva de sublimación, en rojo, muestra la presión de sublimación para cada temperatura. Se muestra como ellos varían con la presión. El punto de unión entre las tres curvas verde, azul y rojo es el punto triple. El punto crítico se ve en el otro extremo de la curva azul de vaporización.

El agua se evapora en moléculas invisibles, muchas veces acompañada de gotas de agua que vuelven a condensar.

El vapor sobrecalentado es el gas que se encuentra por encima de su temperatura crítica pero por debajo de su presión crítica.

Presión de vapor[editar]

Equilibrio líquido-vapor
Si la presión de vapor supera el valor de equilibrio, se convierte en sobresaturado y condensa en cualquier sitio de nucleación disponible, por ejemplo, partículas de polvo. Este principio se utiliza en las cámaras de nubes, donde se visualizan las partículas de radiación porque nuclean la formación de gotas de agua

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La presión de vapor es la presión de equilibrio de un líquido o un sólido a una temperatura determinada. La presión de vapor de equilibrio de un líquido o de un sólido no se ve afectada por la cantidad de contacto con la interfaz del líquido o del sólido.

El punto de ebullición normal de un líquido es la temperatura a la que la presión de vapor es igual a la presión atmosférica normal.[3]

En los sistemas bifásicos (por ejemplo, dos fases líquidas), la presión de vapor de cada una de las fases es igual. En ausencia de atracciones interespecíficas más fuertes entre moléculas similares o no similares, la presión de vapor sigue la ley de Raoult, que establece que la presión parcial de cada componente es el producto de la presión de vapor del componente puro y su fracción molar en la mezcla. La presión de vapor total es la suma de las presiones parciales de los componentes.[4]

Significados de vapor en el idioma[editar]

Mientras que el vapor como gas formado a partir de un líquido es invisible, aparte del propio color del material, en la vida cotidiana se suele hablar de vapor como una mezcla visible de aire y las gotas más finas de líquido, como se forma, por ejemplo, durante la condensación del vapor de agua y se pueden ver escapando de muchas chimeneas, por ejemplo. Para la misma forma de pequeñas gotas de agua finamente distribuidas en el aire, se usan las normalmente las expresiones estelas (a la salida de la turbina de un avión) o, en el caso de fenómenos meteorológicos a gran escala, niebla (cerca del suelo) o nube también (en el cielo). El término científico correcto para una mezcla de gotas finamente distribuidas de líquido en un gas es niebla. En el caso de gotas de líquido extremadamente pequeñas (y/o partículas sólidas), esta mezcla también se denomina aerosol. En el caso especial del agua, se habla de tecnología de vapor húmedo.

Referencias[editar]

  1. R.H.Petrucci, W.S.Harwood and F.G.Herring, General Chemistry, 8th edition (Prentice-Hall 2002), p. 486.
  2. Chang, Raymond. Físicoquímica para las ciencias químicas y biológicas. McGraw Hill. p. 179. ISBN 978-970-10-6652-2. 
  3. R. H. Petrucci, W. S. Harwood, and F. G. Herring, General Chemistry, Prentice-Hall, 8th ed. 2002, p. 483–86.
  4. Thomas Engel y Philip Reid, Physical Chemistry, Pearson Benjamin-Cummings, 2006, p.194