Već ste vidjeli brojne fazne promjene znali to ili ne. Konkretno, vjerojatno su vam najbolje poznate fazne promjene kroz koje prolazi voda. Vjerojatno ste kuhali vodu za izradu tjestenine. Ili čvrsta smrznuta voda za stvaranje leda. Vjerojatno ste zimi vidjeli i mraz na travi.
Sve ove promjene u fazi vode prate ili ulaz ili izlaz toplina, pa su oni ili endotermna reakcija ili egzotermna reakcija.
Promjena energije prati sve fazne promjene
Zatim slijedi pitanje, kakva promjena u energije prati svaku promjenu faze? Da biste to razumjeli, razmislite o kretanju čestica u svakoj fazi. Također trebate razmišljati o tome koliko molekule privlače jedna drugu u fazi.
Čvrste tvari sadrže čestice koje se ne kreću toliko u usporedbi s tekućinom ili plinom. Oni imaju neko toplinsko gibanje, ali očito ne istu količinu kao tekućina ili plin. Tek nakon dodavanja energije (ili topline) te se čestice počinju brže kretati.
Razmislite o komadu leda. Molekule vode u komadu leda ne kreću se puno dok se voda ne počne topiti. Što omogućuje otapanje vode? Pa, to je dodatak topline.
Što kad zakuhate vodu? Morate staviti vodu iznad plamena da biste dodali toplinu sustavu i dali da voda prokuha kako bi nastala vodena para.
Ovaj unos energije također je dovoljan da se prevladaju privlačne sile koje drže čestice na okupu. Voda je dobar primjer supstance koja ima značajne intermolekularne sile koje je drže zajedno. Voda se voli držati za sebe iako se veže vodikom. Stoga ulazna energija mora biti dovoljna da se molekule prestanu toliko lijepiti za sebe.
To znači da dok prelazite iz krute u tekućinu u plin, sve popratne fazne promjene zahtijevaju unos topline. Dakle, ove fazne promjene primjer su endotermna reakcija.
S druge strane, prelazak iz plina u tekućinu u krutinu zahtijeva suprotno: toplina se mora osloboditi. Te fazne promjene se nazivaju egzotermne reakcije.
Da biste tekuću vodu pretvorili u led, morate je staviti u hladan okoliš tako da toplina napušta vodu. Tek tada će se voda smrznuti.
Kad vam ruka dodirne paru, osjetite toplinu jer se para dodiruje kožu odmah kondenzira. Oslobađanje energije osjeća se kao toplina dok vodena para odlazi u vodu.
Egzotermni vs. Endotermički
Evo kako klasificirati fazne promjene kao endotermne ili egzotermne:
Naziv promjene faze: Smrzavanje
- Faza: Tekuća do čvrsta
- Promjena energije: egzotermna
- Primjer: Smrzavanje vode
Naziv promjene faze: Topljenje
- Faza: kruta do tekućina
- Promjena energije: endotermna
- Primjer: Topljenje leda
Naziv promjene faze: Kondenzacija
- Faza: Plin u tekućinu
- Promjena energije: egzotermna
- Primjer: Vodena para gori
Naziv promjene faze: Isparavanje
- Faza: tekućina u plin
- Promjena energije: endotermna
- Primjer: Kipuća voda
Naziv promjene faze: Sublimacija
- Faza: Čvrsto u plin
- Promjena energije: endotermna
- Primjer: suhi led
Naziv promjene faze: Taloženje
- Faza: Plin u krutu tvar
- Promjena energije: egzotermna
- Primjer: Stvaranje mraza
Dobar način da se sjetite svega toga jest da promjene u suprotnim fazama imaju suprotne energetske potrebe. Ako znate da iz krutog u tekuće u plin zahtijeva dodavanje topline (endotermne), to znači da znate da prelazak iz plina u tekućinu u krutinu zahtijeva uklanjanje topline (egzotermne).
Savjeti
Kada se prelazi iz uređenijeg stanja u manje uređeno, proces je egzotermičan. Kada se prelazi iz manje uređenog stanja u više uređeno, stanje je endotermno.