¿Cuáles Son las Burbujas en el Agua Hirviendo?

Se forman burbujas cuando hierves el agua. ¿Alguna vez te has preguntado qué hay dentro de ellos? ¿Se forman burbujas en otros líquidos hirviendo? En este artículo, exploramos qué son las burbujas que se forman cuando el agua hierve, si las burbujas de agua hirviendo son diferentes de las que se forman en otros líquidos y cómo hervir el agua sin formar burbujas en absoluto.

Burbujas de Agua Hirviendo En El Interior

Inicialmente, cuando comienzas a hervir agua por primera vez, las burbujas que ves son básicamente burbujas de aire. Técnicamente, estas son burbujas formadas a partir de los gases disueltos que salen de la solución, por lo que si el agua está en una atmósfera diferente, las burbujas consistirían en esos gases. En condiciones normales, las primeras burbujas son principalmente nitrógeno con oxígeno y un poco de argón y dióxido de carbono.

Diferencia entre Peso Atómico y Masa Atómica

A medida que continúas calentando el agua, las moléculas ganan suficiente energía para pasar de la fase líquida a la fase gaseosa. ¿Por qué se forman las burbujas de vapor de agua? Esto sucede porque las moléculas de agua se calientan lo suficiente para pasar a estado gaseoso. Cuando ves agua en un "punto de ebullición", las burbujas son completamente vapor de agua. Las burbujas de vapor de agua comienzan a formarse en los sitios de nucleación, que a menudo son pequeñas burbujas de aire, de modo que cuando el agua comienza a hervir, las burbujas consisten en una mezcla de aire y vapor de agua.

Tanto las burbujas de aire como las burbujas de vapor de agua se expanden a medida que suben porque hay menos presión empujándolas. Puedes ver este efecto más claramente si soplas burbujas bajo el agua en una piscina. Las burbujas son mucho más grandes en el momento en que alcanzan la superficie. Las burbujas de vapor de agua comienzan a agrandarse a medida que la temperatura aumenta porque se está convirtiendo más líquido en gas. Casi parece que las burbujas provienen de la fuente de calor.

Mientras que las burbujas de aire suben y se expanden, a veces las burbujas de vapor se encogen y desaparecen a medida que el agua cambia del estado gaseoso a la forma líquida. Los dos lugares donde puedes ver que las burbujas se encogen es en el fondo de una sartén justo antes de que hierva el agua y en la superficie superior. En la superficie superior, una burbuja puede romperse y liberar el vapor al aire o, si la temperatura es lo suficientemente baja, la burbuja puede encogerse. La temperatura en la superficie del agua hirviendo puede ser más fría que la del líquido inferior debido a la energía que absorben las moléculas de agua cuando cambian de fase.

Definición y Ejemplos en Química

Si dejas que el agua hervida se enfríe y la vuelves a hervir de inmediato, no verás que se formen burbujas de aire disueltas porque el agua no ha tenido tiempo de disolver el gas. Esto puede presentar un riesgo de seguridad porque las burbujas de aire interrumpen la superficie del agua lo suficiente como para evitar que hierva explosivamente (sobrecalentamiento). Puedes observar esto con agua calentada en el microondas. Si hierves el agua el tiempo suficiente para que escapen los gases, dejas que el agua se enfríe y luego la vuelves a hervir inmediatamente, la tensión superficial del agua puede evitar que el líquido hierva aunque su temperatura sea lo suficientemente alta. Luego, golpear el recipiente puede provocar una ebullición repentina y violenta.

Un error común que tienen las personas es creer que las burbujas están hechas de hidrógeno y oxígeno. Cuando el agua hierve, cambia de fase, pero los enlaces químicos entre los átomos de hidrógeno y oxígeno no se rompen. El único oxígeno en algunas burbujas proviene del aire disuelto. No hay gas hidrógeno.

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Composición de Burbujas en Otros Líquidos en Ebullición

Si hierve otros líquidos además del agua, se produce el mismo efecto. Las burbujas iniciales consistirán en gases disueltos. A medida que la temperatura se acerca al punto de ebullición del líquido, las burbujas serán la fase de vapor de la sustancia.

Hervir Sin Burbujas

Si bien puedes hervir agua sin burbujas de aire simplemente volviéndola a hervir, no puedes alcanzar el punto de ebullición sin obtener burbujas de vapor. Esto es cierto para otros líquidos, incluidos los metales fundidos. Los científicos han descubierto un método para prevenir la formación de burbujas. El método se basa en el efecto Leidenfrost, que se puede ver rociando gotas de agua en una sartén caliente. Si la superficie del agua está recubierta con un material altamente hidrófobo (repelente al agua), se forma un cojín de vapor que evita el burbujeo o la ebullición explosiva. La técnica no tiene mucha aplicación en la cocina, pero se puede aplicar a otros materiales, lo que podría reducir el arrastre de la superficie o controlar los procesos de calentamiento y enfriamiento de metales.