Calculadora de la ecuación de Antoine

Cómo usar la calculadora

1. Elige Calcular: «Presión de vapor (a partir de la temperatura)» o «Temperatura (a partir de la presión)». El campo de entrada correspondiente aparece automáticamente.
2. Introduce la Temperatura (T) y su unidad (°C o K), o la Presión de vapor (P) si quieres calcular la temperatura de ebullición. Un valor en kelvin se convierte a °C automáticamente.
3. Selecciona la Unidad de presión de los coeficientes: es la unidad para la que se tabularon tus valores de A, B y C (por ejemplo, mmHg en la mayoría de tablas del agua), no la unidad en la que quieres el resultado. El resultado también se convierte a kPa, atm, bar y psi.
4. Introduce los coeficientes A, B y C tomados de una fuente fiable, como el NIST Chemistry WebBook.
5. Rellena si quieres los límites de validez inferior y superior del conjunto de coeficientes. La calculadora te avisa si la temperatura queda fuera de ese intervalo, donde la ecuación pasa a ser una extrapolación poco fiable.
6. Lee el resultado de la Presión de vapor o de la Temperatura de saturación junto con el cálculo detallado paso a paso.

¿Qué es la ecuación de Antoine?

La ecuación de Antoine es la correlación sencilla más utilizada para la presión de vapor de líquidos puros. Relaciona la presión de vapor de saturación con la temperatura mediante tres coeficientes empíricos ajustados a datos experimentales. Como la presión de vapor crece de forma pronunciada y no lineal con la temperatura, la ecuación recurre al inverso de \(C + T\) para capturar la curvatura característica de la curva de presión de vapor: un ajuste mucho mejor que una recta, y aun así fácil de invertir a mano.

La presión de vapor es la que ejerce un vapor en equilibrio con su líquido a una temperatura dada. Importa siempre que un líquido se evapora en un espacio cerrado: un líquido hierve cuando su presión de vapor iguala a la presión circundante, y la presión de vapor gobierna también la velocidad de evaporación, la destilación, el secado y el comportamiento de los vapores de combustible. Por eso la ecuación de Antoine aparece en toda la ingeniería química, la termodinámica y el trabajo de laboratorio.

La forma invertida es igual de útil. Fijando \(P\) igual a la presión externa se obtiene la temperatura de ebullición a esa presión; por ejemplo, el punto de ebullición del agua en la montaña o la temperatura de reflujo de un disolvente a presión reducida en un evaporador rotatorio. Los químicos usan además las presiones de vapor para predecir cómo se reparten los componentes volátiles entre las fases líquida y de vapor, base de la ley de Raoult para mezclas y del diseño de destilaciones.

<Ten en cuenta que los coeficientes no son constantes universales: cada sustancia tiene sus propios A, B y C, y solo valen para la unidad de presión, la unidad de temperatura y el intervalo de temperatura indicados en la fuente. Mezclar unidades —por ejemplo, usar coeficientes tabulados en mmHg con una presión en kPa— es el error más común y puede desviar el resultado en órdenes de magnitud.

Supuestos, limitaciones y consejos prácticos

• Solo compuestos puros. La ecuación describe una sola sustancia en equilibrio vapor-líquido. Para mezclas, combina las presiones de vapor de los componentes puros con un modelo de coeficientes de actividad, como la ley de Raoult.
• Intervalo de temperatura limitado. Los coeficientes de Antoine se ajustan normalmente en un rango de unas decenas de grados (el conjunto del agua usado aquí es válido de 1 °C a 100 °C). Fuera de ese rango la ecuación es una extrapolación y puede fallar mucho, sobre todo cerca del punto crítico, donde la presión de vapor obedece a otra física. Introduce siempre los límites de validez si los conoces.
• La coherencia de unidades es crucial. A no es adimensional en sentido físico: absorbe la unidad de presión. Un conjunto tabulado en mmHg no puede usarse con presiones en kPa sin un nuevo ajuste. Los valores típicos de A son 8-9 para mmHg y 5-7 para conjuntos en kPa o bar.
• La temperatura casi siempre va en °C. El coeficiente C (típicamente 230-280) ya incluye el desfase respecto al cero absoluto de las tablas en Celsius. Si tu fuente tabula T en kelvin, su C estará cerca de cero: compruébalo antes de introducir los valores.
• Precisión. Dentro de su rango válido, la ecuación de Antoine suele reproducir las presiones de vapor experimentales con un error de un pequeño porcentaje, suficiente para la mayoría de estimaciones de ingeniería y laboratorio. Si necesitas más precisión o rangos amplios de temperatura, usa las ecuaciones de Wagner o de Cox, o la ecuación de van 't Hoff integrada cuando dispongas de datos de entalpía de vaporización.
• Cálculos relacionados en fase gaseosa. Una vez conocida la presión de vapor, puedes estimar propiedades del vapor resultante; por ejemplo, su densidad en unas condiciones dadas con la calculadora de densidad de gases o las velocidades moleculares típicas con la calculadora de la velocidad molecular de un gas.