Point d'ébullition

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Diagrammes de phase d'un corps pur "habituel" et de l'eau

La température la plus élevée que peut atteindre un corps avant de s'évaporer, sous forme gazeuse, librement, se nomme le point d'ébullition. Cette température se calcule à la pression atmosphérique de 1 atmosphère (101,3 kPa).

Il est possible de définir de façon équivalente le point d'ébullition comme étant la température à laquelle la pression de vapeur du liquide est de 1 atmosphère.

Pour l'eau, le point d'ébullition est de 100 °C. Le changement d'état est soumis à une chaleur de vaporisation (égale environ à 2 250 J/g pour l'eau).

Le point d'ébullition d'un corps pur est défini par un couple de valeurs dans son diagramme de phase : la température d'ébullition et la pression d'ébullition. Dans le diagramme des phases, ce point est situé sur la ligne séparant la phase gazeuse de la phase liquide. Il est donc caractérisé par les grandeurs physiques pression et température lors de la transition entre l'état liquide et l'état gazeux du corps pur en question.

Le point d'ébullition réunit donc les conditions sous lesquelles il peut y avoir une transition de phase de l'état liquide à l'état gazeux d'un corps pur, ce qu'on qualifie d'ébullition ou d'évaporation. De surcroît, le point d'ébullition joue le rôle inverse du point de condensation. Dans le cas du corps pur, ces deux points sont confondus. Lorsqu'on porte à ébullition un mélange de corps purs, le comportement diffère et l'on observe alors une zone d'ébullition au lieu d'un seul point. Si la transition de la phase liquide à la phase gazeuse se fait au-dessous du point d'ébullition, on parle d'évaporation.

Dans les tables de thermodynamique, les températures d'ébullitions sont données dans l'état standard, c'est-à-dire à 1 013,25 hPa. Ce point d'ébullition est alors appelé point d'ébullition standard, et la température température d'ébullition standard. Le terme point d'ébullition est souvent employé pour désigner la température d'ébullition standard dans le langage courant, bien qu'il réduise le couple de valeurs à une seule valeur, ce qui est un abus de langage.

Une application courante de l'interdépendance entre température d'ébullition et pression d'ébullition est l'autocuiseur. C'est grâce à une augmentation de la pression (couramment de l'ordre du bar) que l'on peut faire passer la température d'ébullition de l'eau de 100 °C à environ 120 °C. Ces deux températures correspondent bien à des températures d'ébullition. Cependant, seule la valeur de 100 °C est une valeur prise dans l'état standard, et par là la température standard d'ébullition de l'eau. C'est pourquoi la confusion des deux dénominations est impropre, pas du tout naturelle et doit être évitée.

Le tableau suivant donne les températures d’ébullition des éléments à l'état standard à 1 atm en °C [1] :

H
-252,8
He
-268,9
Li
1 342
Be
2 471
B
4 000
C
3 825
N
-195,8
O
-183
F
-188,1
Ne
-246,1
Na
882,9
Mg
1 090
Al
2 519
Si
3 265
P
280,5
S
444,6
Cl
-34
Ar
-185,8
K
759
Ca
1 484
Sc
2 836
Ti
3 287
V
3 407
Cr
2 671
Mn
2 061
Fe
2 861
Co
2 927
Ni
2 913
Cu
2 562
Zn
907
Ga
2 204
Ge
2 833
As
616
Se
685
Br
58,8
Kr
-153,3
Rb
688
Sr
1 382
Y
3 345
Zr
4 409
Nb
4 744
Mo
4 639
Tc
4 265
Ru
4 150
Rh
3 695
Pd
2 963
Ag
2 162
Cd
767
In
2 072
Sn
2 602
Sb
1 587
Te
988
I
184,4
Xe
-108,1
Cs
671
Ba
1 897
*
Hf
4 603
Ta
5 458
W
5 555
Re
5 596
Os
5 012
Ir
4 428
Pt
3 825
Au
2 856
Hg
356,6
Tl
1 473
Pb
1 749
Bi
1 564
Po
962
At Rn
-61,7
Fr Ra **
Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
*
La
3 464
Ce
3 443
Pr
3 520
Nd
3 074
Pm
3 000
Sm
1 794
Eu
1 529
Gd
3 273
Tb
3 230
Dy
2 567
Ho
2 700
Er
2 868
Tm
1 950
Yb
1 196
Lu
3 402
**
Ac
3 198
Th
4 788
Pa U
4 131
Np Pu
3 228
Am
2 011
Cm
3 100
Bk Cf Es Fm Md No Lr

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc,‎ 2009, 90e éd., Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)