Le point d’ébullition d’un élément est une information très utile dans nos vies, puisqu’elle nous permet de savoir dans quelles conditions exactes un élément peut changer d’état . Cela optimise de nombreux processus, permettant d’utiliser la température appropriée, sans perte de temps ni de ressources. De plus, connaître les propriétés d’un élément ou d’un composé sera toujours utile pour réaliser des études très diverses.
Cette fois, nous vous montrons ce que signifie le point d’ébullition et à quoi il sert, ainsi que la formule que vous pouvez utiliser si vous souhaitez calculer cette valeur pour une substance.
Que signifie le point d’ébullition ?
Le point d’ébullition désigne le moment spécifique (représenté en unités de température) auquel un liquide passe à l’état gazeux . Pour mieux comprendre il faut regarder le concept des deux mots :
- Point : moment précis où quelque chose se produit.
- Ébullition : processus physique par lequel une substance liquide passe à l’état gazeux.
Tous les éléments ne changent pas d’état dans les mêmes conditions, pas plus que les composés, c’est pourquoi il est important de connaître cette information.
Qu’est-ce que le point d’ébullition et comment est-il calculé ?
Le point d’ébullition est défini comme la température nécessaire pour qu’une substance liquide passe à l’état gazeux . En d’autres termes, c’est la température qui permet à la pression de vapeur du liquide et à la pression autour du liquide de s’égaliser, ce qui entraîne l’évaporation.
On ne peut pas confondre le point d’ébullition avec le point de fusion, qui est lié au changement d’état de solide à liquide ; ou condensation qui traite du passage du gaz au liquide.
Pour calculer le point d’ébullition d’une substance, vous devez connaître les valeurs suivantes :
- P1 : pression à 1 bar.
- T1 : degrés Kelvin qui représente le point d’ébullition.
- P2 : pression du composant.
- T2 : représente également les degrés, mais de la composante pour laquelle on vient de mesurer le P2. Il doit fonctionner dans la même unité que le T1.
- 𝚫H : est représenté en J/mol et fait référence à la variation de l’enthalpie de vaporisation. La plage correspondant à la température doit être considérée.
- R : c’est une constante de 8,314 J/Kmol, elle symbolise les gaz équivalents. Étant une constante, quel que soit l’élément ou la substance que vous analysez, elle aura toujours la même valeur.
- ln : est ce qu’on appelle le logarithme népérien.
Pourquoi partage-t-on tout cela avec vous ? car avec ces variables et constantes, vous pouvez utiliser la formule suivante pour calculer le point d’ébullition d’une substance :
Cette formule s’appelle Clausius – Clapeyron , sauf qu’elle est résolue de manière à pouvoir calculer le point d’ébullition.
point d’ébullition des éléments chimiques
Les éléments chimiques représentés dans le tableau périodique ont leur propre point d’ébullition. Nous partageons ci-dessous les plus curieux, car ils sont en tête de chaque extrême en termes de degrés.
- Élément avec le point d’ébullition le plus bas : hélium à -269 degrés Celsius .
- Élément avec le point d’ébullition le plus élevé : Wolfram avec 5660 degrés Celsius .
point d’ébullition de l’eau
L’eau a un point d’ébullition de 99,97 degrés Celsius , normalement représenté à 100°C . Toutefois, cela ne s’applique qu’à une pression de 1 atm. Il est curieux qu’au niveau de la mer, c’est le point d’ébullition de l’eau, alors que dans des régions comme Mexico, il descend jusqu’à 94 °C , car il est situé à 2 250 mètres d’altitude, ce qui signifie une pression différente.
Autres substances et éléments avec leur point d’ébullition :
- Acétone : 56°C.
- Alcool éthylique : 75°C.
- Chloroforme : 61°C.
- Or : 2 856°C.
- Argent : 2 162°C.
- Mercure : 357°C.
- Hélium : -268,93
Comme vous pouvez le constater, certains éléments ou substances s’évaporent à des degrés Celsius élevés, comme l’or, tandis que d’autres nécessitent plusieurs degrés en dessous de zéro pour se transformer en vapeur.
A quoi sert le point d’ébullition ?
Le point d’ébullition est très utile à différents points de vue. En considérant la formule précédente, nous pouvons voir comment, en ayant la valeur de ladite variable, nous pouvons effacer la formule et obtenir n’importe laquelle des valeurs dont nous avons besoin par rapport aux autres variables.
D’un autre côté, connaître la température exacte à laquelle un liquide passe à l’état gazeux nous aide à provoquer ce changement en fonction de nos besoins, c’est-à-dire à modifier plus efficacement l’état de la matière .
De plus, on peut dire que le point d’ébullition est une manière d’identifier les substances, car en tant que caractéristique particulière, si l’on ne sait pas de quoi il s’agit, en connaissant son point d’ébullition, on peut rapidement le relier à son nom.
Utilisations du point d’ébullition dans la vie quotidienne
Grâce au processus d’ébullition, des processus tels que la distillation peuvent être réalisés, ce qui nous permet d’obtenir de l’essence à partir du pétrole, entre autres produits importants comme l’eau purifiée ou l’alcool de fruits fermentés.
Les autocuiseurs sont l’un des meilleurs exemples de pression et de point d’ébullition dans la vie quotidienne. Grâce à cet appareil, nous pouvons augmenter le point d’ébullition de l’eau en augmentant la pression.
De quoi dépend le point d’ébullition ?
De nombreux facteurs interviennent dans le point d’ébullition d’une substance. L’un des principaux est la masse moléculaire de la substance, mais elle dépend aussi de ses forces intermoléculaires . Plus ils sont forts, plus le point d’ébullition sera élevé.
Le point d’ébullition dépend également de :
- Pression : projection d’une force dans une direction.
- Hauteur : c’est un facteur très influent sur la pression atmosphérique, la pression est inversement proportionnelle à la hauteur.
- Impuretés présentes : le point d’ébullition de l’eau pure n’est pas le même que celui de l’eau salée, puisque cette dernière représente une impureté, pour ne citer qu’un exemple. Le point d’ébullition de l’eau salée est supérieur à la valeur normale, voire plus de 2 degrés Celsius de différence.
On peut également citer d’autres facteurs qui interviennent :
- Les liaisons des molécules.
- Structures moléculaires.
- Composition de la molécule.