Сви су имали искуства са бављењем нечим смрзнутим. Можда сте чак били сведок посматрања леда како се полако ствара на површини воде када је температура довољно хладна или посматрања леда замењеног водом када је температура довољно топла.
Различите течности - вода, алкохол за трљање, уље за јело и тако даље - доживљавају фазне промене на различитим температурама. Односно, вода се креће између чврсте (смрзнуте) и течности на једној температури, трљајући алкохол на другу и слично за друге течности.
Чврста материја која постаје течност назива се топљење; течност која постаје чврста супстанца назива се очвршћавањем или смрзавање. Израчунавање тачака смрзавања и топљења мешаних супстанци је сложено, а можда ћете и моћи тестирајте их сами, док тачке мржњења уобичајених супстанци можете потражити на мрежи столови.
Шта су смрзавање и топљење?
Пре него што посебно истражимо феномен смрзавања, корисно је размотрити шта се подразумева под фазама и фазним променама.
Већина супстанци може постојати у облику чврсте супстанце, течности или гаса ако је температура (а понекад и притисак) довољно промењена. Вода је ретка супстанца јер може постојати и као чврста супстанца и као течност на температурама за које је релативно угодно људи, док достижу стање гаса на температури која, иако опасна, за људе није нарочито екстремна (100 ° Ц или 212 ° Ф).
Као што је већ напоменуто, топљење је промена са чврстог на течно, а замрзавање (или очвршћавање) је обрнуто. Течност која постаје гас назива се кипећи, коју су сви видели. Супротан процес познат је као кондензација. Ретко чврста супстанца може да „прескочи“ течну фазу и постане гас (сублимација), или може доћи до обрнутог (таложење).
Шта утиче на тачке смрзавања и топљења?
Ако помешате плаву и жуту боју заједно у једнаким количинама, добићете резултат који изгледа зелено. Ако користите углавном плаву или углавном жуту, резултирајућа боја се „нагиње“ према боји коју сте више користили и у мери која се скалира са неравнотежом састојака.
Тачке смрзавања смеша различитих течности или течности са чврстим делима раствореним у њима, мењају се у складу са својствима састојака на сличан предвидљив начин. Вода има релативно високу тачку смрзавања за течност, јер се њене водоничне везе лакше „фиксирају“ него оне, рецимо, етилног алкохола (ЦХ2ЦХ3ОХ), која има тачку смрзавања од –114 ° Ц или –174 ° Ф.
Када се супстанца раствори у течности, чврста супстанца која се раствара назива се растворена супстанца, а течност се назива растварачем. Добијена смеша растворена течност се назива а решење. Кад год се раствор дода раствору, тачка смрзавања растварача постаје нижа.
Тачка смрзавања раствора НаЦл
Када се кухињска со (натријум хлорид) раствори у води, смањује тачку ледишта у води. Ово објашњава зашто видите да камиони ужурбано сољу путеве у хладној клими након зимских киша: Смањује температуру на којој вода ствара лед на путу.
Такође, снижавање тачке смрзавања растварача додавањем растворене супстанце назива се а колигативно својство, што значи да број молекула у које растворена супстанца упада, а не њен хемијски састав, одређује опсег депресије тачке смрзавања. НаЦл се распада на два атома, јоне (наелектрисане атоме) На+ и Цл-. Додавање супстанце која даје три „комада“ по молекулу растворене супстанце смањило би тачку мржњења за још већу количину од НаЦл.
Калкулатор тачке смрзавања
Тачке мржњења мноштва уобичајених течности у Целзијусу, Фаренхајту и Келвину можете потражити помоћу мрежног калкулатора. Покушајте да помирите оно што знате о хемијској структури једноставнијих са њиховим тачкама смрзавања да бисте видели да ли можете да уочите неке обрасце.