Em termodinâmica, o fenômeno da ebulição é a transformação física endotérmica1 que ocorre quando uma substância passa do estado líquido para o estado gasoso. Para que a ebulição ocorra é necessário que a pressão de vapor seja maior que a pressão atmosférica, o que garante o desprendimento uniforme de todo o líquido para a forma gasosa.
Características
O ponto de ebulição da água pura no nível do mar é de 100,0°C.
Quando um soluto não volátil é dissolvido em qualquer substância no estado líquido observa-se que a temperatura de ebulição da solução formada é superior ao valor da temperatura de ebulição da água pura. Este fenômeno é denominado efeito ebulioscópico.1 Informações sobre a elevação do ponto de ebulição de soluções são fundamentais para o projeto e resolução de equações de balanço de diversos tipos de equipamentos da indústria química, em particular evaporadores de múltiplo efeito. Algumas equações podem ser encontradas na literatura para predição deste parâmetro, porém sua validade é restrita a soluções diluídas ou soluções ideais. Tais hipóteses não podem ser aceitas na grande maioria dos processos de interesse industrial. No caso de evaporadores, deseja-se aumentar o teor de sólidos de um determinado licor até valores onde uma solução nunca poderia ser considera diluída. Além disso,cita-se o exemplo da concentração de soluções de sais, que não podem ser admitidas como soluções ideais. Desta forma, torna-se necessário o uso de dados experimentais da elevação do ponto de ebulição, em função da concentração de sólidos e pressão.
Estudo
A Lei de Raoult estabelece que em soluções ideais, a pressão parcial de um componente numa solução é dada pelo produto de sua fração molar e sua pressão de vapor na temperatura da solução.2 Assim, quanto maior for a concentração de um determinado soluto dissolvido em água, menor será a fração molar da água na solução e, consequentemente, menor será o valor da pressão parcial da água. Admitindo que o soluto seja não-volátil, a solução entrará em ebulição quando a pressão parcial da água se igualar com a pressão do sistema. Para que isto ocorra, é necessário que a solução seja aquecida até uma temperatura superior à temperatura de ebulição da água pura.
Informações sobre a elevação do ponto de ebulição de soluções aquosas são fundamentais no estudo de diversas operações unitárias da indústria química. Nota-se entretanto que estes dados não são encontrados facilmente na literatura. Entretanto, dados de pressão parcial da água sobre soluções aquosas são encontrados com maior facilidade nos livros usualmente consultados por estudantes deengenharia química. Este trabalho apresenta um procedimento, baseado em princípios de termodinâmica, para calcular a elevação do ponto de ebulição de soluções a partir de dados de pressão parcial daágua.
