Kā aprēķināt sasalšanas punktu

Ikvienam ir bijusi pieredze tikt galā ar kaut ko iesaldētu. Varbūt jūs pat esat bijis liecinieks tam, kā vērot, kā ledus lēnām veidojas uz ūdens virsmas, kad temperatūra ir pietiekami auksta, vai vērojat ledus aizstāšanu ar ūdeni, kad temperatūra ir pietiekami silta.

Dažādi šķidrumi - ūdens, alkohola beršana, cepamā eļļa un tā tālāk - pieredze fāzes izmaiņas dažādās temperatūrās. Tas ir, ūdens pārvietojas starp cietu (sasalušu) un šķidrumu vienā temperatūrā, berzējot spirtu citā un līdzīgi citiem šķidrumiem.

Tiek saukta cietviela, kas kļūst par šķidrumu kušana; šķidrumu, kas kļūst par cietu, sauc par sacietēšanu vai sasalšana. Jauktu vielu sasalšanas un kušanas punktu aprēķināšana ir sarežģīta, un jūs, iespējams, pat varēsiet pārbaudiet tos pats, savukārt tiešsaistē varat meklēt parasto vielu sasalšanas punktus tabulas.

Pirms jo īpaši izpētīt sasalšanas parādību, ir lietderīgi pārskatīt, ko nozīmē fāzes un fāžu izmaiņas.

Lielākā daļa vielu var pastāvēt kā cieta viela, šķidrums vai gāze, ja temperatūra (un dažreiz arī spiediens) ir pietiekami mainīta. Ūdens ir reta viela, jo tas var pastāvēt gan kā cieta viela, gan kā šķidrums temperatūrā, kas ir samērā ērta cilvēkiem, vienlaikus sasniedzot gāzes stāvokli temperatūrā, kas, lai arī ir bīstama, cilvēkiem nav īpaši ārkārtēja (100 ° C vai 212 ° C) ° F).

Kā jau minēts, kausēšana ir pāreja no cietas uz šķidrumu un sasalšana (vai sacietēšana) ir pretēja. Tiek saukts šķidrums, kas kļūst par gāzi vārīšanās, kuru visi ir redzējuši. Pretējs process ir pazīstams kā kondensāts. Retos gadījumos cieta viela var "izlaist" šķidro fāzi un kļūt par gāzi (sublimācija), vai var notikt otrādi (nogulsnēšanās).

Ja sajaucat zilu un dzeltenu krāsu kopā vienādos daudzumos, iegūstat rezultātu, kas izskatās zaļš. Tomēr, ja jūs galvenokārt izmantojat zilu vai pārsvarā dzeltenu krāsu, iegūtā krāsa tiek "noliekta" pret krāsu, kuru izmantojāt vairāk, un tādā mērā, lai mainītos ar sastāvdaļu nelīdzsvarotību.

Dažādu šķidrumu maisījumu vai šķidrumu ar tajos izšķīdušām cietvielām sasalšanas temperatūra mainās atbilstoši sastāvdaļu īpašībām līdzīgi paredzamā veidā. Ūdenim ir samērā augsta šķidruma sasalšanas temperatūra, jo tā ūdeņradis vieglāk "nofiksējas savā vietā" nekā, piemēram, etilspirta (CH₂CH₃OH), kura sasalšanas temperatūra ir –114 ° C vai –174 ° F.

Kad viela tiek izšķīdināta šķidrumā, cieto vielu, kas izšķīst, sauc par izšķīdušo vielu un šķidrumu - par šķīdinātāju. Iegūto izšķīdušās vielas un šķidruma maisījumu sauc par a risinājums. Ikreiz, kad šķīdinātājam pievieno izšķīdušo vielu, šķīdinātāja sasalšanas temperatūra kļūst zemāka.

Kad galda sāls (nātrija hlorīds) tiek izšķīdināts ūdenī, tas pazemina sasalšanas temperatūru ūdenī. Tas izskaidro, kāpēc pēc ziemas nokrišņiem redzat kravas automašīnas, kas aukstā klimatā sāļo ceļus: tas pazemina temperatūru, kādā ūdens uz ceļa veido ledu.

Arī šķīdinātāja sasalšanas punkta pazemināšanu, pievienojot izšķīdušo vielu, sauc par a koligatīvs īpašums, kas nozīmē, ka molekulu skaits, kurās izšķīdis izšķīdis, nevis tās ķīmiskais sastāvs, nosaka sasalšanas punkta depresijas pakāpi. NaCl sadalās divos atomos, jonos (lādētos atomos) Na⁺ un Cl^-. Vielas pievienošana, kas dod trīs "gabaliņus" uz izšķīdušās molekulas, sasalšanas temperatūru pazeminās vēl vairāk nekā NaCl.

Izmantojot tiešsaistes kalkulatoru, varat uzzināt daudzu parasto šķidrumu sasalšanas vietas Celsija, Fārenheita un Kelvinas apstākļos. Mēģiniet saskaņot to, ko jūs zināt par vienkāršāko ķīmisko struktūru, ar to sasalšanas punktiem, lai redzētu, vai jūs varat pamanīt kādus modeļus.