# Ebullició

L'ebullició és el passatge de líquid a vapor quan la seva pressió de vapor iguala l'atmosfèrica. Una de les característiques de l'ebullició és la formació de bombolles, perquè es produeix un fenomen d'evaporació a l'interior del líquid. Si no hi ha ebullició, l'evaporació es produeix només a la superfície i es tracta d'un canvi d'estat.

## Transició de fase de primer ordre

Des del punt de vista de la termodinàmica, en el punt d'ebullició el canvi en l'energia lliure de Gibbs de les substàncies és zero (∆G = 0), però hi ha canvis diferents de zero en l'entalpia (∆H ≠ 0) i l'entropia (∆S ≠ 0), coneguts respectivament com a entalpia o calor de vaporització (o calor latent d'ebullició) i l'entropia de vaporització. Per tant, l'ebullició es classifica com una transició de fase de primer ordre. L'ebullició es produeix quan l'energia lliure de Gibbs del vapor és menor que la del líquid d'aquest material. La temperatura a la qual es produeix això depèn de la pressió ambiental.

### Equació de Clapeyron

La variació de la temperatura d'ebullició amb la pressió a la qual es produeix el canvi de fase és expressada per l'equació de Clapeyron, deguda a l'enginyer francès Benoît Paul Émile Clapeyron (1799 - 1864):
${\operatorname {d} \!T \over \operatorname {d} \!p}={\frac {\Delta _{\mathrm {vap} }\!V_{\mathrm {m} }\cdot T}{\Delta _{\mathrm {vap} }\!H_{\mathrm {m} }}}$on:
* $T$ i $p$ són la temperatura absoluta del procés i la pressió, respectivament.
* $\Delta _{\mathrm {vap} }\!V_{\mathrm {m} }$ és l'increment de volum molar en el procés d'ebullició, això és $V_{\mathrm {m} }^{\mathrm {g} }-V_{\mathrm {m} }^{\mathrm {l} }$, la diferència entre els volums molars del vapor i del líquid a la temperatura d'ebullició.
* $\Delta _{\mathrm {vap} }\!H_{\mathrm {m} }$ és l'entalpia molar de vaporització, que es pot considerar constant si la variació de temperatura és petita. Per a variacions importants de la temperatura s'ha de tenir en compte que depèn de la temperatura.
Hom pot integrar l'equació de Clapeyron. Suposant constant la variació de volum molar i l'entalpia molar podem integrar entre dues temperatures $T_{1}$ i $T_{2}$ i les corresponents pressions $p_{1}$ i $p_{2}$. Així hom pot calcular la temperatura d'ebullició en funció de la pressió:
$\int \limits _{T_{1}}^{T_{2}}{\frac {\operatorname {d} \!T}{T}}=\int \limits _{p_{1}}^{p_{2}}{\frac {\Delta _{\mathrm {vap} }\!V_{\mathrm {m} }}{\Delta _{\mathrm {vap} }\!H_{\mathrm {m} }}}\operatorname {d} \!p$Realitzades les integrals resulta:$\ln {\frac {T_{2}}{T_{1}}}={\frac {\Delta _{\mathrm {vap} }\!V_{\mathrm {m} }}{\Delta _{\mathrm {vap} }\!H_{\mathrm {m} }}}(p_{2}-p_{1})$I aïllant la temperatura $T_{2}$ queda:$T_{2}=T_{1}\cdot e^{\frac {\Delta _{\mathrm {vap} }\!V_{\mathrm {m} }\cdot (p_{2}-p_{1})}{\Delta _{\mathrm {vap} }\!H_{\mathrm {m} }}}$

### Equació de Clausius-Clapeyron

Els equilibris líquid-vapor estan molt influïts per la pressió, perquè la diferència entre els volums molars del líquid i del vapor és elevada. A més, en tots els casos, sense excepcions, es compleix que el volum molar del líquid és menor que el volum molar del vapor, $V_{\rm {m}}^{\rm {l}}<V_{\rm {m}}^{\rm {g}}\,$, un augment de la pressió provoca sempre un augment de la temperatura d'ebullició. En aquestes condicions es pot aproximar la diferència de volums molars al volum molar major, que és el del vapor i substituir l'equació de Clapeyron que és general per als canvis de fases:
${\frac {\mathrm {d} p}{\mathrm {d} T}}={\frac {\Delta _{\rm {vap}}\!H_{\rm {m}}}{T\Delta V_{\rm {m}}}}\approx {\frac {\Delta _{\rm {vap}}\!H_{\rm {m}}}{TV_{\rm {m}}^{\rm {g}}}}$
Si la pressió de vapor és baixa es pot suposar un comportament ideal del gas, de manera que emprant l'equació d'estat dels gasos ideals, el volum molar queda:
$V_{\rm {m}}\approx {\frac {RT}{p}}$
que pot substituir-se a l'anterior equació:
${\frac {\mathrm {d} p}{\mathrm {d} T}}={\frac {p\Delta _{\rm {vap}}H_{\rm {m}}}{RT^{2}}}$
que s'anomena equació de Clausius-Clapeyron.
Aquesta equació es pot generalitzar per sistemes amb més d'un component.

## Vegeu també

Hom sol representar les diferents fases d’un sistema d’un sol component en un diagrama, anomenat diagrama de fases o diagrama d’equilibri, on les corbes indiquen les condicions (p, T) en què hi ha equilibri entre dues fases. Aquestes corbes corresponen als estats dels sistemes monovariants (dues fases en equilibri) i separen les zones dels sistemes bivariants (estabilitat d’una sola fase).

## Malaltia de descompressió

La malaltia de descompressió, o síndrome de descompressió o, simplement, ebullició, és la formació de bombolles de vapor d'aigua en els teixits i fluids corporals com a resultat de l'exposició total o parcial a una pressió ambient inferior a la pressió de vapor de l'aigua a la temperatura corporal. Aquesta ebullició es produeix quan el cos està exposat a una pressió atmosfèrica equivalent a la que hi ha a 20 000 metres d'altitud.

## Usos

L'ebullició s'utilitza principalment per cuinar carns i verdures. L'abast de la cocció varia segons el gust individual i el dictamen regional o tradicional; a la cuina del sud dels EUA, per exemple, l'ebullició de les verdures sol ser prolongada, amb una consistència suau i una barreja de sabors en ingredients combinats considerats desitjables. En canvi, a la nouvelle cuisine de França, la influència xinesa exigeix ​​una ebullició mínima o una cocció al vapor per preservar el color, la textura i el sabor frescos.
S'apliquen una sèrie de termes específics als mètodes de cocció amb aigua calenta. L'escaldat s'aconsegueix en aigua escalfada a uns 85 °C, normalment en una caldera doble, que condueix la calor de l'aigua, continguda en una paella més gran, a una paella més petita que conté el menjar, evitant així el contacte entre els aliments i l'aigua. Aquesta tècnica s'utilitza habitualment per preparar llet per a pans i flams. Just per sobre de la temperatura d'escaldat, l'aigua comença a circular visiblement i a tremolar; en aquest punt, els aliments, sobretot els ous i el peix, poden ser escalfats. Al punt d'ebullició, especificat de manera diversa, però que generalment s'acosta a la temperatura d'ebullició, la superfície de l'aigua es trenca en petites bombolles; coure a foc lent, en una paella coberta o oberta, s'utilitza habitualment per preparar sopes, guisats i rostits. En blanquejant, s'aboca aigua bullent sobre verdures, fruites o fruits secs per tal d'afluixar la pell externa. L'escaldat o bullit consisteix a submergir els aliments en aigua freda i després portar-los a foc lent o a ebullició.
La cocció al vapor comprèn dues tècniques relacionades, ambdues utilitzades principalment per a la cocció de verdures. En el primer, el menjar es col·loca sobre una reixeta per sobre d'una porció poc profunda d'aigua, escalfada a ebullició, en una cassola tapada; aquest mètode es valora per la seva preservació de color, textura, sabor i nutrients. La segona tècnica, anomenada cocció a pressió , requereix un recipient hermèticament tancat, sovint tancat, en el qual els aliments característicament durs o de cocció llarga poden ser sotmesos a la cocció al vapor a alta pressió. El clàssic sopar bullit de Nova Anglaterra, que consisteix en carn de vedella cuinada amb col, pastanagues, patates i ceba, es bull tradicionalment de la manera convencional, però es pot adaptar fàcilment a la cocció a pressió.

## Punt d'ebullició

El punt d'ebullició a una pressió determinada és una característica de qualsevol substància o barreja, aquesta característica serà determinada pels valors de temperatura i pressió, en què coexisteixen les fases líquides i gasosa de la substància. És la temperatura més elevada que pot suportar un material abans de bullir i començar a evaporar-se a una certa pressió. Aquesta temperatura es calcula a la pressió atmosfèrica, és a dir 101,3 kPa.
| Temperatura d'ebullició a pressió atmosfèrica normal d'algunes substàncies. | T$_{eb}$ (°C) |
| Àcid nítric | 86 |
| Àcid sulfúric | 332 |
| Aigua de mar | 103 |
| Aigua destil·lada | 100 |
| Etanol (100% en volum) | 78,3 |
| Amoníac | -34 |
| Nitrogen | -196 |
| Benzè | 80 |
| Clor | -34 |
| Essència de trementina | 160 |
| Dietilèter | 35 |
| Ferro | 3000 |
| Gal·li | 2237 |
| Glicerol | 290 |
| Lípid | 300 |
| Hidrogen | -253 |
| Mercuri | 357 |
| Metà | -162 |
| Oli de llinosa | 316 |
| Oli d'oliva | 300 |
| Or | 2808 |
| Oxigen | -183 |
| Parafina | 300 |
| Sodi | 900 |
| Sulfur de carboni | 46,5 |
| Tungstè | 5500 |

## Referències

* ↑ «Ebullició». Gran Enciclopèdia Catalana. Barcelona: Grup Enciclopèdia Catalana.
* ↑ «Ebollizióne - Significato ed etimologia - Vocabolario» (en italià). [Consulta: 21 febrer 2025].
* ↑ Atkins, P. W. (Peter William), 1940- author.. Elements of physical chemistry, 2017. ISBN 978-0-19-879670-1. OCLC 982685277.
* ↑ Pedersen, Ulf R.; Costigliola, Lorenzo; Bailey, Nicholas P.; Schrøder, Thomas B.; Dyre, Jeppe C. (en anglès) Nature Communications, 7, 1, 2016, pàg. 12386. Bibcode: 2016NatCo...712386P. DOI: 10.1038/ncomms12386. ISSN: 2041-1723. PMC: 4992064. PMID: 27530064.
* 1 2 3 4 Rodríguez Renuncio, Juan A.; Ruiz Sánchez, Juan J.; Urieta Navarro, José S. Termodinámica química (2.ª edición corregida) (en castellà). 2a. Madrid: Síntesis, 1999-11-30. ISBN 978-84-7738-581-3.
* ↑ Díaz Peña, M.; Roig Muntaner, A. Química física (en castellà). 1ª. Madrid: Alhambra, 1980, p. 818. ISBN 84-205-0575-7.
* ↑ Li, J.C.M. «Clapeyron Equation for Multicomponent Systems». Journal of Chemical Physics, 25, 1956, pàg. 572-574.
* ↑ «Diccionari enciclopèdic de medicina (DEMCAT)». Diccionaris en Línia. INSTITUT D’ESTUDIS CATALANS; FUNDACIÓ ACADÈMIA DE CIÈNCIES MÈDIQUES I DE LA SALUT DE CATALUNYA I DE BALEARS; ENCICLOPÈDIA CATALANA; TERMCAT, CENTRE DE TERMINOLOGIA; CATALUNYA. DEPARTAMENT DE SALUT., 2015-2024.
* 1 2 3 «Boiling | Definition, Cooking, & Methods | Britannica» (en anglès), 18-02-2025. [Consulta: 18 març 2025].
* ↑ «Ebullició». Gran Enciclopèdia Catalana. Barcelona: Grup Enciclopèdia Catalana.
* ↑ «Ebullició». Gran Enciclopèdia Catalana. Barcelona: Grup Enciclopèdia Catalana.
* ↑ Perry's Chemical Engineers' Handbook 7$^a$ ed. (pàg. 2.25-2.26), la T$_{eb}$ per l'àcid sulfúric a la seva forma comercial habitual és de 340 °C (temperatura a la qual també se'n produeix la descomposició), la T$_{eb}$ de l'àcid sulfúric monohidrat (H₂SO₄·H₂O) és de 290 °C, mentre que la T$_{eb}$ de l'àcid sulfúric dihidrat (H₂SO₄·2H₂O) és de 167 °C (en els dos darrers casos no hi ha descomposició).

## Enllaços externs

* Vieta Corcoy, Pep Anton. «- Alumne: L'aigua bull a 100 °C! – Profe: Suspès!». PepQuímic. [Consulta: 6 març 2014].