¿Alguna vez te has preguntado cómo funciona la presión de vapor en diferentes líquidos? ¡No te preocupes más! Con nuestra Calculadora de Presión de Vapor, podrás calcular fácilmente la presión de vapor de cualquier sustancia. Descubre cómo usar esta herramienta y entender mejor este fenómeno en nuestro artículo. ¡No te lo pierdas!

Calculadora de Presión de Vapor

Temperatura inicial (K):


Presión inicial (Pa):


Temperatura final (K):


Entalpía de vaporización (J/mol):


Calcular Presión de Vapor

Calculadora de Presión de Vapor

Con esta calculadora de presión de vapor, te presentamos dos ecuaciones de presión de vapor. ¿Alguna vez te has preguntado qué es la presión de vapor? ¿Cómo cambia un líquido a gas debido a un cambio en la presión y la temperatura? ¿Cuándo y cómo se usa la ecuación de Clausius-Clapeyron? ¿Y qué tiene que ver todo esto con la entalpía de vaporización? Si lo has hecho, sigue leyendo. ¡Responderemos a todas estas preguntas y más!

¿Cómo se calcula la presión de vapor?

La presión de vapor es la presión ejercida por las moléculas de vapor de una sustancia en un sistema cerrado. Ocurre en equilibrio, es decir, cuando las moléculas se vaporizan y condensan al mismo ritmo a una presión particular. La presión de vapor está directamente relacionada con la energía cinética de una molécula. Las moléculas ligeras, aquellas con alta energía cinética o aquellas con fuerzas intermoleculares débiles, tienen presiones de vapor más altas y, por lo tanto, una mayor volatilidad, es decir, la tendencia a vaporizarse.

La ecuación de Clapeyron establece:

donde:

• dPdT – Derivada de la presión con respecto a la temperatura;
• H – Calor latente específico: la energía térmica absorbida o liberada durante una transición de fase;
• T – Temperatura; y
• ΔV – Cambio del volumen específico durante una transición de fase.

Esta fórmula se ilustra en un diagrama de fases, que es un gráfico que muestra cómo las fases cambian y coexisten en equilibrio a diferentes presiones y temperaturas.

La ecuación de Clausius-Clapeyron

Describe la relación entre la presión de vapor y la temperatura de un líquido. Es precisa para la transición de fase entre líquido y gas (vaporización) o sólido y gas (sublimación). Cuando hay una gran diferencia entre el volumen específico de la fase gaseosa de una molécula y su fase condensada, podemos derivar la siguiente ecuación:

• T1 – Temperatura inicial medida en Kelvin (K);
• T2 – Temperatura final (K);
• P1 – Presión inicial;
• P2 – Presión final;
• ΔH – Entalpía molar de vaporización o sublimación (J/mol); y
• R – Constante de los gases de 8.3145 J/mol·K.

Al resolver problemas en física y química, es importante recordar convertir tus unidades. No te preocupes por eso aquí, nuestra calculadora de presión de vapor lo hará por ti. Pero si estás resolviendo la ecuación de Clausius-Clapeyron por tu cuenta, recuerda que la temperatura siempre debe expresarse en kelvins.

Entalpía de Vaporización

La entalpía de vaporización, o en otras palabras, el calor de vaporización, es la energía necesaria para un cambio de fase, es decir, convertir un líquido en un gas. Análogamente, la cantidad de energía necesaria para una transición directa de fase entre un sólido y un estado gaseoso se llama entalpía de sublimación.

En tus clases de química, es posible que tu profesor te dé un ejercicio para encontrar la presión de vapor o la entalpía de vaporización. Resolvamos uno para ayudarte a comprender completamente la ecuación de Clausius-Clapeyron.

El agua tiene una entalpía de vaporización de 40,660 J/mol (ΔHvap). Su presión de vapor es de 102,325 Pa (P1) a una temperatura de 280 K (T1). ¿Cuál es su presión a 263 K (T2)?

Comencemos calculando el lado derecho de nuestra ecuación, ya que no hay incógnitas:

• ΔHvap * (1/T1 – 1/T2) = R * (1/T1 – 1/T2) * Ln(P1/P2)
• 40,660 * (1/280 – 1/263) = 8.3145 * (1/280 – 1/263) * Ln(102,325/P2)
• 0.875 * 40,660 = 8.3145 * 0.0060714 * Ln(102,325/P2)
• 35,565 = 0.050482 * Ln(102,325/P2)
• 706,437.78 = Ln(102,325/P2)
• P2 = 102,325 / e^706,437.78

Como ves, es un poco complicado hacer este cálculo a mano. Es mucho más fácil usar una calculadora científica o, mientras estás aquí, nuestra calculadora de presión de vapor :).

Ley de Raoult

La ley de Raoult establece que la presión de vapor de una solución es igual a la presión de vapor de un solvente puro multiplicada por su proporción molar. También se expresa mediante la siguiente ecuación:

• Psolution = Psolvent * Xsolvent

Utilicemos esta ecuación de presión de vapor en un ejercicio:

¿Cuál es la presión de vapor de una solución hecha disolviendo 100 gramos de glucosa (C6H12O6) en 500 gramos de agua? La presión de vapor del agua pura es de 47.1 torr a 37 °C.

Calcula la fracción molar del agua (el solvente).

• Masa molar del agua es de 18 g/mol, y para la glucosa es de 180.2 g/mol.
• Número de moles de agua = 500/18 = 27.70 mol
• Número de moles de glucosa = 100/180.2 = 0.555 mol
• Fracción molar del solvente = 27.70/(27.70+0.555) = 0.98

Usando la ley de Raoult:

• Presión de la solución = 47.1 * 0.98 = 46.16 torr

Ahora sabes cómo calcular la presión de vapor por tu cuenta. Ambas de estas ecuaciones pueden parecer intimidantes al principio, pero una vez que las comprendes, resultan ser muy fáciles. Recuerda consultar nuestras otras calculadoras, como la calculadora de presión osmótica.

Ejemplos Prácticos

La presión de vapor es una propiedad importante en la ingeniería y la ciencia de los materiales. Por ejemplo, en el diseño de bombas centrífugas, es crucial controlar la presión para evitar la cavitación, que puede dañar los componentes internos de la bomba.

Podemos usar la calculadora de presión de vapor Omnicalculator o la ecuación de Clausius-Clapeyron de la siguiente manera:

• Define tu primer punto. Por ejemplo, el agua hierve a 100 °C cuando la presión es de 1 atm.
• Obtén la entalpía de vaporización del agua: 40,660 J/mol. También, recuerda que vamos a usar la constante de los gases: 8,3145 J/mol·K.
• Resuelve la ecuación de presión de vapor considerando que la presión del segundo punto es de 0,6 atm. Obtendrás la temperatura resultante: 86,35 °C.

En resumen, comprender la presión de vapor y cómo se relaciona con la temperatura y la entalpía es fundamental en varios campos de estudio. Tanto la ecuación de Clausius-Clapeyron como la ley de Raoult son herramientas poderosas para analizar y predecir el comportamiento de sustancias en diferentes condiciones.