Svi su imali iskustva s rješavanjem nečega smrznutog. Možda ste čak bili svjedoci promatranja leda kako se polako stvara na površini vode kada je temperatura dovoljno hladna ili promatranja leda zamijenjenog vodom kada je temperatura dovoljno topla.
Različite tekućine - voda, alkohol za trljanje, ulje za jelo i tako dalje - iskustvo fazne promjene na različitim temperaturama. Odnosno, voda se kreće između čvrste (smrznute) i tekućine pri jednoj temperaturi, trljajući alkohol o drugu i slično za ostale tekućine.
Krutina koja postaje tekućina naziva se topljenje; tekućina koja postaje krutina naziva se skrućivanje ili smrzavanje. Izračunavanje točaka smrzavanja i taljenja miješanih tvari složeno je, a možda čak i možete testirajte ih sami, dok na internetu možete potražiti točke smrzavanja uobičajenih tvari stolovi.
Što su smrzavanje i topljenje?
Prije posebnog istraživanja fenomena smrzavanja, korisno je pregledati što se podrazumijeva pod fazama i faznim promjenama.
Većina tvari može postojati u obliku krutine, tekućine ili plina ako je temperatura (a ponekad i tlak) dovoljno promijenjena. Voda je rijetka supstanca jer može postojati i kao krutina i kao tekućina na temperaturama za koje je relativno ugodno ljudi, dok dostižu stanje plina na temperaturi koja, iako je opasna, za ljude nije osobito ekstremna (100 ° C ili 212 ° C) ° F).
Kao što je već napomenuto, topljenje je promjena iz krutog u tekuće, a smrzavanje (ili skrućivanje) je obrnuto. Tekućina koja postaje plin naziva se ključanje, koju su svi vidjeli. Suprotan postupak poznat je pod nazivom kondenzacija. Rijetko, krutina može "preskočiti" tekuću fazu i postati plin (sublimacija), ili se može dogoditi obrnuto (taloženje).
Što utječe na tačke smrzavanja i topljenja?
Ako pomiješate plavu i žutu boju u jednakim količinama, dobit ćete rezultat koji izgleda zeleno. Ako koristite uglavnom plavu ili uglavnom žutu, rezultirajuća boja se "naginje" prema boji koju ste više koristili i u mjeri koja se skalira s neravnotežom sastojaka.
Točke smrzavanja smjesa različitih tekućina ili tekućina s otopljenim krutim tvarima mijenjaju se u skladu sa svojstvima sastojaka na sličan predvidljiv način. Voda ima relativno visoku točku ledišta za tekućinu, jer se njezine vodikove veze lakše "postavljaju na svoje mjesto" od onih recimo etilnog alkohola (CH2CH3OH), koja ima točku ledišta od –114 ° C ili –174 ° F.
Kada se tvar otopi u tekućini, krutina koja se otapa naziva se otopljena tvar, a tekućina se naziva otapalom. Dobivena smjesa otopljena tekućina i tekućina naziva se a riješenje. Kad god se otopina doda otapalu, točka ledišta otapala postaje niža.
Tačka ledišta otopine NaCl
Kada se kuhinjska sol (natrijev klorid) otopi u vodi, smanjuje točku ledišta u vodi. To objašnjava zašto vidite kamione koji užurbano solju ceste u hladnoj klimi nakon zimskih kiša: Smanjuje temperaturu na kojoj voda stvara led na cesti.
Također, snižavanje točke ledišta otapala dodavanjem otopljene tvari naziva se a koligativno svojstvo, što znači da broj molekula u koje otopljena tvar probija, a ne njezin kemijski sastav, određuje opseg depresije točke ledišta. NaCl se razbija na dva atoma, ioni (nabijeni atomi) Na+ i Cl-. Dodatak supstance koja daje tri "komada" po molekuli otopljene tvari smanjit će točku ledišta za još veću količinu od NaCl.
Kalkulator točke smrzavanja
Točke ledišta mnoštva uobičajenih tekućina u Celzijusu, Fahrenheitu i Kelvinu možete potražiti pomoću mrežnog kalkulatora. Pokušajte pomiriti ono što znate o kemijskoj strukturi jednostavnijih s njihovim ledištima kako biste vidjeli možete li uočiti bilo kakve uzorke.