Mindenkinek volt tapasztalata arról, hogy valami befagyott dologgal foglalkozzon. Talán még annak is tanúja voltál, hogy figyelted a jég lassú kialakulását a víz felszínén, amikor a hőmérséklet elég hideg, vagy azt, ahogyan a jeget vízzel helyettesítik, ha a hőmérséklet kellően meleg.
Különböző folyadékok - víz, alkohol dörzsölés, étolaj és így tovább - tapasztalatok fázisváltozások különböző hőmérsékleteken. Vagyis a víz a szilárd (fagyasztott) és a folyékony között mozog egy hőmérsékleten, a másikon alkoholt dörzsöl és hasonlóan a többi folyadék esetében is.
A folyadékká váló szilárd anyagot ún olvasztó; szilárd anyaggá váló folyadékot megszilárdulásnak vagy fagyasztó. A vegyes anyagok fagyás- és olvadáspontjának kiszámítása bonyolult, és még képes is lehet rá tesztelje őket saját maga, míg az interneten megnézheti a közönséges anyagok fagyáspontját táblázatok.
Mi a fagyás és az olvadás?
Különösen a fagyás jelenségének feltárása előtt érdemes áttekinteni, mit is jelentenek a fázisok és a fázisváltozások.
A legtöbb anyag szilárd anyagként, folyadékként vagy gázként létezhet, ha a hőmérséklet (és néha a nyomás) kellően megváltozik. A víz ritka anyag, mivel szilárd anyagként és folyadékként is létezhet viszonylag kényelmes hőmérsékleten miközben az emberek olyan hőmérsékleten érik el a gázállapotot, amely bár veszélyes, az emberek számára nem különösebben szélsőséges (100 ° C vagy 212 ° C) ° F).
Mint már említettük, az olvadás szilárd anyagból folyadékká válás, a fagyasztás (vagy megszilárdulás) viszont fordított. Gázgá váló folyadékot nevezünk forró, amelyet mindenki látott. Az ellenkező folyamat ismert páralecsapódás. Ritkán egy szilárd anyag "átugorhatja" a folyékony fázist és gázzá válhat (szublimáció), vagy fordítva fordulhat elő (lerakódás).
Mi befolyásolja a fagyás és az olvadáspontokat?
Ha a kék és a sárga festéket egyenlő mennyiségben keveri össze, zöld színű eredményt kap. Ha azonban főleg kéket vagy főleg sárga színt használ, akkor a kapott szín a többször használt szín felé "dől", és olyan mértékben, amely az összetevők egyensúlyhiányával skálázódik.
A különböző folyadékok keverékeinek vagy a folyadékoknak a bennük oldott szilárd anyagokkal való fagyáspontja hasonlóan kiszámítható módon változik az alkotóelemek tulajdonságainak megfelelően. A víznek viszonylag magas fagyáspontja van egy folyadék számára, mivel hidrogénje könnyebben "rögzül a helyén", mint mondjuk az etil-alkohol (CH2CH3OH), amelynek fagyáspontja –114 ° C vagy –174 ° F.
Amikor egy anyagot folyadékban oldunk, az oldódó szilárd anyagot oldott anyagnak nevezzük, a folyadékot pedig oldószernek. A kapott oldott-folyékony keveréket a megoldás. Amikor oldott anyagot adunk egy oldószerhez, az oldószer fagyáspontja alacsonyabbá válik.
NaCl-oldat fagyáspontja
Ha az étkezési sót (nátrium-klorid) vízben oldjuk, ez csökkenti a fagyáspontot a vízben. Ez megmagyarázza, miért látja, hogy a teherautók téli esőzés után hideg éghajlaton sózzák az utakat: Csökkenti azt a hőmérsékletet, amelyen a víz jeget képez az úton.
Az oldószer fagyáspontjának csökkentését oldott anyag hozzáadásával a-nak is nevezzük kolligatív tulajdonság, ami azt jelenti, hogy az oldott anyag felbomló molekuláinak száma, nem pedig a kémiai összetétele határozza meg a fagyáspont-depresszió mértékét. A NaCl két atomra bomlik, az ionok (töltött atomok) Na+ és Cl-. Olyan anyag hozzáadása, amely oldott molekulánként három "darabot" eredményez, még nagyobb mértékben csökkenti a fagyáspontot, mint a NaCl.
Fagyáspont kalkulátor
Online kalkulátor segítségével megnézheti számos Celsius, Fahrenheit és Kelvin közönséges folyadék fagyáspontját. Próbáld összeegyeztetni azt, amit tudsz az egyszerűbbek kémiai szerkezetéről a fagyáspontjukkal, hátha észreveszel valamilyen mintát.