Fervendo acetona no vácuo Por: Lucas Assis

Como a variação da pressão externa pode afetar no ponto de ebulição de um líquido?

Materiais Necessários

  • Acetona;
  • Béquer;
  • Termômetro digital;
  • Pedaços pequenos de cerâmica ou vidro;
  • Bomba de vácuo;
  • Câmara para vácuo.

Fase 1 - Mãos à obra

Coloque uma pequena quantidade de acetona no béquer e o posicione dentro da câmara.

Fase 2 -

Adicione os pedaços de cerâmica (ou vidro) à acetona. Esses materiais possuem superfícies irregulares que servem para formar regiões que facilitam a formação de bolhas e, consequentemente, a evaporação da acetona.

A adição desses materiais (pedras de ebulição),  não deve ser feita quando o líquido está próximo de entrar em ebulição. Isso fará com que o líquido entre em ebulição repentina e uma grande quantidade de vapor seja formada e expelida do recipiente.

Fase 3 -

Coloque o termômetro no béquer, para que meça a temperatura da acetona.

Fase 4 -

Feche a câmara, ligue a bomba de vácuo e observe o que acontece.

Não deixe de conferir o nosso vídeo.

Fase 5 - O que acontece

Quando ligamos a bomba de vácuo, esta começa a retirar ar de dentro da câmara. Isto implica em uma redução da pressão exercida pelo ar lá dentro, já que menos moléculas estarão colidindo em um mesmo volume.

A pressão de vapor de um líquido é a pressão exercida por suas moléculas que estão na fase vapor, na situação de equilíbrio dinâmico entre líquido e vapor. Ela varia com a temperatura do líquido (o gráfico abaixo traz os valores para a acetona).

Um líquido entra em ebulição quando a pressão de vapor é igual à pressão externa exercida sobre ele. Dessa forma, ao reduzirmos a pressão na câmara (quando ligamos a bomba de vácuo), fazemos com que a pressão externa possa se igualar à pressão de vapor da acetona. Isso faz com que ela entre em ebulição a uma temperatura mais baixa do que entraria à pressão atmosférica.

O ponto de ebulição da acetona à pressão atmosférica é de 56.53 °C. No nosso vídeo, ela entra em ebulição à aproximadamente 20°C.

O indicador da bomba de vácuo mostrou uma pressão de aproximadamente 160 mm Hg. Podemos ver, no gráfico abaixo, que esta pressão corresponde a uma temperatura de aproximadamente 20 °C, de acordo com o observado no experimento.

Fase 6 - Para saber mais

As pedras de ebulição possuem superfícies irregulares que auxiliam na formação de bolhas, o que facilita a ebulição de um líquido. Sem o uso delas, um líquido contido em um recipiente de paredes lisas pode liberar o vapor repentinamente e, às vezes, violentamente. Essa vaporização repentina pode fazer com que o líquido seja atirado fora do recipiente!

Portanto, as pedras de ebulição são usadas tanto para facilitar a promoção da ebulição quanto para evitar efeitos indesejáveis.

O link abaixo traz uma foto de um tipo de pedra de ebulição http://en.wikipedia.org/wiki/File:Boiling_chips.jpg

Fase 7 - Veja também

Outros experimentos no pontociência com vácuo

Vácuo? Não é nada!

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Comentários - 6 Comentários

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Lucas Assis em 29/10/2009 18:24:36

Igor,

realmente sua observação é importante. Como as pedras servem para facilitar a ebulição, adicioná-las quando o líquido está próximo do ponto de ebulição causaria o efeito que você citou.

Um aviso foi adicionado ao texto. Continue contribuindo!

Igor em 29/10/2009 15:48:48

Olá, pelo que eu vi é muito importante saber lhe dar com as pedras de ebulição, pois tem até o momento certo para adicionar "não deve ser adicionado ao líquido que já está perto de seu ponto de ebulição, pois isso poderia causar um grande volume de vapor para formar uma só vez. Isso poderia causar líquido quente para ser expulso do recipiente, possivelmente causando calor ou queimaduras químicas." Importante que esse aviso fique bem a vista. Muitas indústrias utilizam esse processo na produção de outras substância.