Point d'ébullition

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

On appelle point d'ébullition d'un corps les conditions de température et de pression qui doivent être réunies pour qu'il passe rapidement de l'état liquide à l'état gazeux (il bout).

Corps purs[modifier | modifier le code]

Dans le cas d'un corps pur, les points d'ébullition forment dans le diagramme de phase la courbe qui sépare la zone liquide de la zone gazeuse. C'est-à-dire que pour une pression donnée, l'ébullition se produit à une température fixe.

Dans ce cas, le point d'ébullition est identique au point de condensation, qui représente les conditions nécessaires au passage de l'état gazeux vers l'état liquide.

Cas de l'eau[modifier | modifier le code]

L'échelle de température Celsius était à l'origine définie de telle manière que la température d'ébullition de l'eau à la pression d'une atmosphère soit 100ºC. La définition de la pression standard a été affinée depuis, et l'on prend en compte pour le calcul du point d'ébullition la chaleur nécessaire au changement d'état (égale à environ 2 250 J/g pour l'eau), de sorte que le point d'ébullition de l'eau à la pression standard est actuellement de 99,98 °C (211,964 °F).

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 (212 °F) à environ 120 °C (248 °F). 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.

Point d'ébullition standard[modifier | modifier le code]

Dans les tables de thermodynamique des produits chimiques, on n'indique pas tout le diagramme de phase, mais seulement la température d'ébullition dans l'état standard, c'est-à-dire à la pression d'une atmosphère (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, en supposant la pression fixée.

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

Mélanges[modifier | modifier le code]

Dans le cas d'un mélange, le point d'ébullition dépend non seulement de la pression et de la température, mais aussi de la concentration des différents composants du mélange et des réactions chimiques qui se produisent entre eux. Les différents composants s'évaporant à des vitesses différentes, leurs concentrations relatives évoluent pendant l'ébullition : on parle alors de distillation. La température ne reste pas constante, mais suit cette évolution. Les bouilleurs de cru utilisent cette variation pour estimer la proportion d'alcool restant dans le moût qu'ils distillent : à 100ºC, tout l'alcool est évaporé, il ne reste que de l'eau.

Évaporation sans ébullition[modifier | modifier le code]

Les liquides peuvent aussi passer sans bouillir de l'état liquide à l'état gazeux, à des températures plus basses que celle du point d'ébullition : il s'agit alors d'évaporation et pas d'ébullition. C'est comme ça que les routes sèchent après la pluie et le linge après avoir été lavé, sans qu'on les chauffe à 100ºC.

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)