Cara Menghitung Titik Beku

Setiap orang memiliki pengalaman berurusan dengan sesuatu yang beku. Mungkin Anda bahkan pernah menyaksikan es perlahan terbentuk di permukaan air saat suhu cukup dingin atau menyaksikan es tergantikan air saat suhu cukup hangat.

Cairan yang berbeda – air, alkohol, minyak goreng, dan sebagainya – pengalaman perubahan fase pada suhu yang berbeda. Artinya, air bergerak antara padat (beku) dan cair pada satu suhu, menggosok alkohol di lain dan sama untuk cairan lainnya.

Benda padat menjadi cair disebut pencairan; cair menjadi padat disebut pemadatan atau pembekuan. Untuk menghitung titik beku dan titik leleh zat campuran itu rumit, dan Anda bahkan mungkin bisa mengujinya sendiri, sedangkan Anda dapat mencari titik beku zat umum secara online tabel.

Sebelum mengeksplorasi fenomena pembekuan secara khusus, ada baiknya untuk meninjau apa yang dimaksud dengan fase dan perubahan fase.

Sebagian besar zat dapat berwujud padat, cair, atau gas jika suhu (dan terkadang tekanan) cukup diubah. Air adalah zat langka karena dapat berwujud padat dan cair pada suhu yang relatif nyaman untuk manusia, ketika mencapai keadaan gas pada suhu yang, meskipun berbahaya, tidak terlalu ekstrim bagi manusia (100 °C atau 212 °F).

Seperti yang telah dicatat, mencair adalah perubahan dari padat menjadi cair dan pembekuan (atau pemadatan) adalah kebalikannya. Benda cair menjadi gas disebut mendidih, yang semua orang telah melihat. Proses sebaliknya dikenal sebagai kondensasi. Jarang, padatan dapat "melewati" fase cair dan menjadi gas (sublimasi), atau sebaliknya dapat terjadi (endapan).

Jika Anda mencampur cat biru dan kuning dalam jumlah yang sama, Anda mendapatkan hasil yang terlihat hijau. Namun, jika Anda menggunakan sebagian besar biru atau sebagian besar kuning, warna yang dihasilkan "miring" ke arah warna yang Anda gunakan lebih banyak dan sampai pada tingkat yang berskala dengan ketidakseimbangan bahan.

Titik beku campuran cairan yang berbeda, atau cairan dengan padatan terlarut di dalamnya, berubah sesuai dengan sifat-sifat konstituen dengan cara yang sama dapat diprediksi. Air memiliki titik beku yang relatif tinggi untuk cairan karena ikatan hidrogennya lebih mudah "terkunci pada tempatnya" daripada ikatan, katakanlah, etil alkohol (CH₂CH₃OH), yang memiliki titik beku –114 °C atau -174 °F.

Ketika suatu zat dilarutkan dalam cairan, padatan yang larut disebut zat terlarut dan cairan disebut pelarut. Campuran zat terlarut-cair yang dihasilkan disebut a larutan. Setiap kali zat terlarut ditambahkan ke pelarut, titik beku pelarut menjadi lebih rendah.

Ketika garam meja (natrium klorida) dilarutkan dalam air, menurunkan titik beku dalam air. Ini menjelaskan mengapa Anda melihat truk sibuk mengasinkan jalan di iklim dingin setelah hujan musim dingin: Ini menurunkan suhu di mana air membentuk es di jalan.

Juga, penurunan titik beku pelarut dengan menambahkan zat terlarut disebut a sifat koligatif, yang berarti bahwa jumlah molekul zat terlarut, bukan komposisi kimianya, menentukan tingkat penurunan titik beku. NaCl pecah menjadi dua atom, ion (atom bermuatan) Na⁺ dan Cl^-. Penambahan zat yang menghasilkan tiga "potongan" per molekul zat terlarut akan menekan titik beku dengan jumlah yang lebih besar daripada NaCl.

Anda dapat mencari titik beku sejumlah cairan umum dalam Celcius, Fahrenheit, dan Kelvin menggunakan kalkulator online. Cobalah untuk mencocokkan apa yang Anda ketahui tentang struktur kimia yang lebih sederhana dengan titik bekunya untuk melihat apakah Anda dapat menemukan pola apa pun.