Ebullición del agua a temperatura menor de 100 ºC

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1.- Objetivo de la práctica.

 

• Demostrar que la temperatura de ebullición depende de la presión.
• Ver que podemos hervir el agua a menor temperatura de 100 ºC, simplemente disminuyendo la presión.
• Visualizar y entender el funcionamiento de la trompa de vacío.
• Aprender las técnicas de laboratorio necesarias para realizar el proceso, así como el material utilizado.

 

2.- Procedimiento experimental

            Material

• Agua destilada.
• Vaso de precipitados.
• Trípode y rejilla.
• Mechero Bunsen.
• Termómetro.
• Corcho perforado.
• Matraz Kitasato.
• Trompa de agua para vacío.

            Descripción

1. Ponemos unos 200 ml de agua en un vaso de precipitados y calentamos hasta alcanzar una temperatura de unos 90 ºC.

2. Pasamos el agua caliente a un matraz Kitasato y lo tapamos con un corcho en el que hemos colocado el termómetro. El matraz estará conectado a la trompa de vacío con un tubo de goma y la trompa de vacío al grifo del agua.

3. Abrimos el grifo para que circule el agua, de esta forma se extrae el aire del matraz, haciendo que disminuya la presión. Al cabo de unos segundos empezará a hervir el agua. El termómetro indica una temperatura inferior a 90ºC.            

         Justificación

            Cuando tenemos un líquido en un recipiente cerrado, se evapora hasta que el vapor alcanza una determinada presión. Esta presión, que es la ejercida por el vapor en equilibrio con el líquido, es lo que llamamos “Presión de Vapor”, y depende de la temperatura. Cuando la temperatura aumenta, la presión de vapor también aumenta. Llamamos “Punto de Ebullición” de un líquido a la temperatura a la cual la presión de vapor es igual a la presión atmosférica. Así el punto de ebullición normal del agua (cuando la presión atmosférica es de 760 mm Hg, es decir, una atmósfera) es de 100 ºC.  El punto de ebullición depende de la presión atmosférica y varía con el valor de dicha presión.

            Con este experimento ponemos de manifiesto que la temperatura de ebullición depende de la presión a la que está sometido el líquido. Demostramos que el agua hierve a una temperatura inferior a 100ºC a una presión inferior a la atmosférica, que la obtenemos sacando parte del aire que hay en el matraz por medio de la trompa de vacío.

            Este fenómeno forma parte de la experiencia de los excursionistas de alta montaña. Ellos saben que los alimentos tardan más tiempo en cocinarse, debido a que el punto de ebullición del agua es menor, ya que la presión atmosférica disminuye con la altura. Por contra, los alimentos se cocinan más rápidamente en una olla a presión, debido a que al aumentar la presión en el interior, respecto a la atmosférica, el punto de ebullición es más elevado.