Volatilità (chimica)

La volatilità è una proprietà chimico-fisica che rappresenta la tendenza di un solido o di un liquido rispettivamente a sublimare o a vaporizzare. In generale, sono considerate volatili le sostanze che, in determinate condizioni di pressione e temperatura, presentano elevata tensione di vapore. In altre parole il sistema tende ad evolvere spontaneamente verso lo stato aeriforme, raggiungendo il massimo livello di stabilità relativo alle condizioni in oggetto.

Descrizione

Considerato, ad esempio, un sistema binario liquido-vapore di due sostanze A e B ad una certa temperatura e pressione, si dice volatilità relativa di A rispetto a B il rapporto tra le loro tensioni di vapore misurate ai valori di temperatura e pressione fissati. In formule:

$\alpha _{A}={\frac {p_{A}^{s}}{p_{B}^{s}}}={\frac {\frac {Py_{A}}{x_{A}}}{\frac {Py_{B}}{x_{B}}}}={\frac {x_{B}}{x_{A}}}\cdot {\frac {y_{A}}{y_{B}}}={\frac {1-x_{A}}{x_{A}}}\cdot {\frac {y_{A}}{1-y_{A}}}$

La volatilità relativa è molto importante nella progettazione di colonne di distillazione in quanto, per ricavare il grafico necessario per il metodo di McCabe-Thiele, permette di definire la frazione molare in fase vapore di un sistema bicomponente attraverso un'equazione valida sia per miscele ideali che non ideali:

$y_{A}={\frac {\alpha _{A}x_{A}}{1+(\alpha _{A}-1)x_{A}}}$

La velocità con cui avviene il processo di evaporazione dipende da diversi fattori:

• la tensione di vapore (maggiore è il suo valore più volatile risulta il liquido);
• il calore latente di vaporizzazione (energia necessaria a trasformare in vapore la massa unitaria di un liquido);
• l'area della superficie esposta del liquido;
• la temperatura a cui avviene l'evaporazione.

La volatilità è una caratteristica particolarmente importante per le benzine, in quanto se non risulta ben bilanciata è fonte di malfunzionamenti nei motori. Per avere una volatilità bilanciata la benzina deve essere composta da più frazioni petrolifere. La volatilità dei solventi è una caratteristica sfruttata per ottenere facilmente composti purificati.

Voci correlate

• Punto di ebollizione
• Pressione parziale
• Distillazione
• Legge di Raoult
• Composti organici volatili

Collegamenti esterni

• (EN) volatility, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.

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