Fundamentos de la Presión de Vapor: Factores Moleculares y Térmicos

¿Por qué la acetona presenta mayor presión de vapor que el etanol?

Para que una molécula pueda evaporarse y escapar del líquido, necesita poseer energía suficiente para vencer las fuerzas de atracción intermoleculares que la mantienen unida a sus vecinas.

• Acetona: Sus fuerzas intermoleculares son muy débiles, ya que no forma puentes de hidrógeno. Por ello, requiere poca energía para que las moléculas escapen, evaporándose rápidamente y generando una mayor presión de vapor.
• Etanol: Contiene un grupo OH que permite la formación de puentes de hidrógeno. Estas fuerzas son significativamente más fuertes, lo que dificulta el escape de las moléculas, resultando en una evaporación más lenta y una menor presión de vapor.

En conclusión: cuanto más débiles sean las fuerzas intermoleculares de una sustancia, mayor será su presión de vapor, y viceversa.

El efecto de la temperatura en la presión de vapor

¿Por qué al calentar aumenta la diferencia de niveles? La temperatura está directamente relacionada con la energía cinética promedio de las moléculas. Al incrementar la temperatura:

1. Las moléculas se mueven con mayor velocidad y energía.
2. Una mayor proporción de ellas logra vencer las fuerzas de atracción intermoleculares para escapar a la fase gaseosa.
3. Aumenta la cantidad de vapor, elevando la presión de vapor y, consecuentemente, la diferencia de niveles en el tubo.

A mayor temperatura, mayor presión de vapor; este es el principio por el cual el agua hierve más rápido al aplicar mayor calor.

Independencia del volumen y la cantidad de sustancia

¿Por qué la presión de vapor no depende de la cantidad de líquido ni del volumen del recipiente?

La presión de vapor es una propiedad intensiva: no depende de la cantidad de sustancia, sino de su naturaleza química y su temperatura. Mientras exista líquido en el recipiente:

• Si aumenta el volumen disponible, una fracción adicional del líquido se evaporará hasta restaurar el equilibrio, manteniendo la presión constante.
• Si se disminuye el volumen, parte del vapor se condensará, manteniendo nuevamente la presión estable.

La presión solo deja de ser constante cuando ya no queda líquido disponible para evaporarse. Por lo tanto, la presión de vapor es una función exclusiva de la identidad química de la sustancia y de su temperatura.