Σύντηξη σε αυτό που αποτελείται, παραδείγματα και πειράματα

Το σύντηξη είναι η αλλαγή της κατάστασης από στερεό σε υγρό για μια ουσία σε μια περιοχή θερμοκρασιών. Εάν η ουσία έχει υψηλό βαθμό καθαρότητας, το περιθώριο αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία: το σημείο τήξης. Και όταν υπάρχει ένας ορισμένος βαθμός ακαθαρσιών, το σημείο τήξης αντιπροσωπεύεται από μια περιοχή (για παράδειγμα, 120-122 ° C).

Είναι μια από τις πιο κοινές φυσικές διαδικασίες στη φύση. Τα στερεά απορροφούν θερμότητα και αυξάνουν τη θερμοκρασία τους μέχρι να αρχίσουν να σχηματίζονται οι πρώτες σταγόνες υγρού. Στη συνέχεια, άλλες σταγόνες ακολουθούν την πρώτη, και ενώ όλο το στερεό δεν έχει λιώσει, η θερμοκρασία παραμένει σταθερή.

Γιατί; Επειδή όλη η θερμότητα καταναλώνεται για να παράγει περισσότερο υγρό, αντί να θερμαίνει το τελευταίο. Επομένως, το στερεό και το υγρό έχουν την ίδια θερμοκρασία και συνυπάρχουν στην ισορροπία. Εάν η παροχή θερμότητας είναι σταθερή, η ισορροπία καταλήγει να κινηθεί προς την πλήρη διαμόρφωση του υγρού.

Για το λόγο αυτό, όταν ένας σταλαχτίτης πάγου αρχίζει να λιώνει την άνοιξη, μόλις αρχίσει η αλλαγή του κράτους, δεν θα τελειώσει μέχρι να μετατραπεί σε υγρό νερό. Στην παραπάνω εικόνα μπορεί να φανεί ότι ακόμη και οι πάγοι κρύσταλλοι επιπλέουν μέσα σε μια κρεμαστή πτώση.

Ο προσδιορισμός του σημείου τήξης μιας άγνωστης ουσίας είναι μια εξαιρετική δοκιμή για την αναγνώρισή της (εφόσον δεν περιέχει πολλές προσμείξεις).

Επίσης αποκαλύπτει πόσο ισχυρές είναι οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μορίων που συνθέτουν το στερεό. ενώ η ίδρυση σε υψηλότερες θερμοκρασίες, τόσο ισχυρότερη θα είναι οι διαμοριακές δυνάμεις της.

Ευρετήριο

• 1 Από τι συνίσταται η συγχώνευση;?
  • 1.1 Λιώνει στερεά μίγματα και γαλακτώματα
• 2 Παραδείγματα
  • 2.1 Στην κουζίνα
  • 2.2 Στις διακοσμήσεις
  • 2.3 Στη φύση
• 3 Σημεία σύντηξης των πιο κοινών ουσιών
• 4 Πειραματιστείτε για να εξηγήσετε τη σύντηξη για παιδιά και εφήβους
  • 4.1 Πολύχρωμοι πάγοι πάγου
  • 4.2 Θερμικό θάλαμο
• 5 Αναφορές

Από τι συνίσταται η συγχώνευση;?

Η σύντηξη συνίσταται σε αλλαγή της κατάστασης από στερεό σε υγρό. Τα μόρια ή τα άτομα στο υγρό έχουν υψηλότερη μέση ενέργεια, καθώς κινούνται, δονείται και περιστρέφονται σε υψηλότερες ταχύτητες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση του διαμοριακού χώρου και επομένως την αύξηση του όγκου (αν και αυτό δεν συμβαίνει με το νερό).

Όπως στο στερεό τα μόρια είναι σε μια πιο συμπαγή διάταξη, στερούνται ελευθεριών στην κίνηση τους, και έχουν χαμηλότερη μέση ενέργεια. Για να συμβεί η μετάβαση στερεών-υγρών, τα μόρια ή τα άτομα του στερεού πρέπει να δονηθούν σε υψηλότερες ταχύτητες απορροφώντας θερμότητα.

Καθώς δονίζουν, χωρίζουν ένα σύνολο μορίων που συναντώνται για να σχηματίσουν την πρώτη σταγόνα. Και έτσι, η σύντηξη δεν είναι τίποτα περισσότερο από μια τήξη του στερεού που προκαλείται από την επίδραση της θερμότητας. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο πιο γρήγορη είναι η σύντηξη του στερεού.

Συγκεκριμένα, η σύντηξη μπορεί να δώσει τη θέση του στο σχηματισμό σηράγγων και πόρων μέσα στο στερεό. Αυτό μπορεί να αποδειχθεί μέσω ενός ειδικού πειράματος για παιδιά.

Λιώνει στερεά μίγματα και γαλακτώματα

Το παγωτό

Η σύντηξη αναφέρεται στην τήξη μιας ουσίας ή ενός μείγματος με θερμότητα. Ωστόσο, ο όρος χρησιμοποιείται επίσης για την αναφορά στην τήξη άλλων ουσιών που δεν ταξινομούνται αυστηρά ως στερεά: γαλακτώματα.

Το ιδανικό παράδειγμα είναι το παγωτό. Είναι γαλακτώματα παγωμένου νερού (και σε μερικά κρυσταλλωμένα), με αέρα και λίπη (γάλα, κρέμα γάλακτος, κακάο, βούτυρο κ.λπ.).

Ο πάγος λιώνει ή λιώνει επειδή ο πάγος υπερβαίνει το σημείο τήξης του, ο αέρας αρχίζει να διαρρέει και το υγρό τελειώνει τραβώντας το υπόλοιπο των συστατικών της.

Η χημεία του παγωτού είναι εξαιρετικά πολύπλοκη και αντιπροσωπεύει ένα σημείο ενδιαφέροντος και περιέργεια όταν εξετάζεται ο ορισμός της σύντηξης.

Γλυκό και αλμυρό πάγο

Σε σχέση με άλλα στερεά μίγματα, κανείς δεν μπορεί να μιλήσει σωστά για ένα σημείο τήξης για αναλυτικούς σκοπούς. δηλαδή, δεν αποτελεί αποφασιστικό κριτήριο για τον προσδιορισμό μιας ή περισσοτέρων ουσιών. Σε ένα μείγμα, όταν ένα συστατικό τήκεται, τα άλλα μπορούν να διαλυθούν στην υγρή φάση, η οποία είναι διαγώνια αντίθετη από τη σύντηξη.

Για παράδειγμα, ένα στερεό μείγμα πάγου-σακχαρούχου άλατος θα λειώσει εντελώς μόλις λειώσει ο πάγος. Δεδομένου ότι η ζάχαρη και το αλάτι είναι πολύ διαλυτά στο νερό, θα τα διαλύσει, αλλά δεν σημαίνει ότι η ζάχαρη και το αλάτι έχουν λειώσει.

Παραδείγματα

Στην κουζίνα

Μερικά κοινά παραδείγματα σύντηξης μπορούν να βρεθούν μέσα στην κουζίνα. Βούτυρα, σοκολάτες, των ούλων και άλλα γλυκά, θα λιώσει όταν λαμβάνουν θερμότητα από τον ήλιο απευθείας, ή αν είναι κλειδωμένα σε ζεστό χώρους. Ορισμένα γλυκά, όπως τα marshmallows, λιώνουν σκόπιμα για την καλύτερη απόλαυση των γεύσεων τους.

Πολλές συνταγές δείχνουν ότι ένα ή περισσότερα συστατικά πρέπει πρώτα να λιώσουν πριν προστεθούν. Τα τυριά, τα λίπη και το μέλι (πολύ παχύρρευστα) είναι επίσης μεταξύ αυτών των συστατικών.

Στα διακοσμητικά

Για τη διακόσμηση ορισμένων χώρων και αντικειμένων χρησιμοποιούνται μέταλλα, γυαλί και κεραμικά με διαφορετικά σχέδια. Αυτά τα διακοσμητικά στοιχεία μπορούν να προβληθούν στην ταράτσα ενός κτιρίου, στα κρυστάλλινα και μωσαϊκά κάποιων τοίχων ή στα είδη που πωλούνται μέσα στα κοσμήματα.

Όλα αποτελούνται από υλικά που τήκονται σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες, έτσι πρέπει πρώτα να λιώσουν ή να μαλακώσουν για να δουλέψουν και να τους δώσουν τις επιθυμητές μορφές.

Εδώ εργάζεστε με πυρακτωμένο σίδερο, όπως κάνουν οι σιδεράδες στην κατασκευή όπλων, εργαλείων και άλλων αντικειμένων. Επίσης, η σύντηξη επιτρέπει την απόκτηση των κραμάτων όταν συγκολλώνται δύο ή περισσότερα μέταλλα σε διαφορετικές αναλογίες μάζας.

Από το τετηγμένο γυαλί μπορείτε να δημιουργήσετε διακοσμητικές μορφές όπως άλογα, κύκνους, άντρες και γυναίκες, ταξιδιωτικές μνήμες κλπ..

Στη φύση

Τα κύρια παραδείγματα σύντηξης στη φύση μπορούν να παρατηρηθούν στην τήξη παγόβουνων. στη λάβα, ένα μείγμα πετρωμάτων που λιώνουν από την έντονη θερμότητα μέσα στα ηφαίστεια. και στην κρούστα του πλανήτη, όπου κυριαρχεί η παρουσία υγρών μετάλλων, ιδιαίτερα του σιδήρου.

Σημεία τήξης των πιο κοινών ουσιών

Ακολουθεί ένας κατάλογος κοινών ουσιών με τα αντίστοιχα σημεία τήξης τους:

-Πάγος, 0ºC

-Παραφίνη, 65,6 ° C

-Σοκολάτες, 15.6-36.1ºC (σημείωση που είναι μια περιοχή θερμοκρασιών, επειδή υπάρχουν σοκολάτες που τήκονται σε χαμηλότερες ή υψηλότερες θερμοκρασίες)

-Παλμιτικό οξύ, 63 ° C

-Άγαρ, 85 ° C

-Φωσφόρος, 44ºC

-Αλουμίνιο, 658 ° C

-Ασβέστιο, 851ºC

-Χρυσός, 1083ºC

-Χαλκός, 1083ºC

-Σίδερο, 1530ºC

-Υδράργυρος, -39 ° C (είναι υγρό σε θερμοκρασία δωματίου)

-Μεθανόλη, -182 ° C

-Αιθανόλη, -117 ° C

-Άνθρακας γραφίτη, 4073ºC

-Άνθρακας διαμαντιών, 4096ºC

Όπως μπορεί να φανεί, τα μέταλλα γενικά, λόγω των μεταλλικών δεσμών τους, έχουν τα υψηλότερα σημεία τήξης. Ωστόσο, ο άνθρακας τους ξεπερνά παρόλο που έχουν ομοιοπολικούς δεσμούς, αλλά με πολύ σταθερές μοριακές ρυθμίσεις.

Μικρά και μη απομακρυσμένα μόρια, όπως αέριο μεθάνιο και αιθανόλη, δεν έχουν αλληλεπιδράσεις αρκετά ισχυρές ώστε να παραμένουν στη στερεά κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίου.

Για τα υπόλοιπα, η δύναμη των διαμοριακών αλληλεπιδράσεων στο στερεό μπορεί να συναχθεί με τη μέτρηση του σημείου τήξης του. Ένα στερεό που υποστηρίζει τις καυτές θερμοκρασίες, πρέπει να έχει μια πολύ σταθερή δομή.

Γενικά, τα απολλικά ομοιοπολικά στερεά έχουν χαμηλότερα σημεία τήξης από ότι τα πολικά, ιονικά και μεταλλικά ομοιοπολικά στερεά.

Πειραματιστείτε για να εξηγήσετε τη σύντηξη για παιδιά και εφήβους

Πολύχρωμοι πάγκοι πάγου

Αυτό είναι ίσως ένα από τα πιο καλλιτεχνικά και απλά πειράματα που εξηγούν τη σύντηξη στα παιδιά. Χρειάζεστε:

-Ορισμένα πιάτα, κατά τέτοιο τρόπο ώστε όταν καταψύχουν το νερό σε αυτά σχηματίζουν θόλους

-Ένας μεγάλος δίσκος για να εξασφαλίσετε μια επιφάνεια όπου μπορείτε να λιώσετε τον πάγο χωρίς να προκαλέσετε όλεθρο

-Αλάτι (μπορεί να είναι το φθηνότερο στην αγορά)

-Χρωστικές ουσίες φυτικής προέλευσης και ένα κουτάλι ή ένα κουτάλι για να τις προσθέσετε

Μόλις ληφθούν οι πάγοι του πάγου και τοποθετηθούν στο δίσκο, προστίθεται σχετικά μικρή ποσότητα αλατιού στην επιφάνειά τους. Η μόνη επαφή του αλατιού με τον πάγο, θα προκαλέσει ποτάμια νερού που θα βρέξουν το δίσκο.

Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο πάγος έχει υψηλή συγγένεια για το αλάτι και εμφανίζεται μια διάλυση, του οποίου το σημείο τήξης είναι χαμηλότερο από αυτό του πάγου.

Στη συνέχεια, προστίθενται λίγες σταγόνες χρωστικής στους θόλους. Το χρώμα θα διαπεράσει τις σήραγγες του θόλου και όλους τους πόρους του, ως τις πρώτες συνέπειες της τήξης του. Το αποτέλεσμα είναι ένα πολύχρωμο καρναβάλι παγιδευμένο μέσα στον πάγο.

Τέλος, οι χρωστικές θα αναμειχθούν στο νερό του δίσκου, δίνοντας ένα άλλο οπτικό θέαμα στους μικρούς θεατές.

Θερμική καμπίνα

Μέσα σε ένα ερμάριο με ελεγχόμενη θερμοκρασία, μια σειρά ουσιών μπορεί να τοποθετηθεί σε θερμοανθεκτικά δοχεία. Σκοπός αυτού του πειράματος είναι να δείξουμε στους έφηβους ότι κάθε ουσία έχει το δικό της σημείο τήξης.

Ποιες ουσίες μπορούν να επιλεγούν; Λογικά, μέταλλα ή τα άλατα μπορούν να εισέλθουν στο ερμάριο ως τήκονται σε υψηλότερες θερμοκρασίες από 500 ° C (τήγμα ερμάριο).

Ως εκ τούτου, ο κατάλογος των ουσιών θα μπορούσε να επιλέξει εκείνους που δεν υπερβαίνει τους 100 ° C, για παράδειγμα, υδραργύρου (υποθέτοντας ότι το ερμάριο μπορεί να ψυχθεί κάτω από τους -40 ° C), σοκολάτα πάγο, παλμιτικό οξύ και παραφίνη.

Οι έφηβοι (και τα παιδιά) θα προσέξουν τον υδράργυρο να μετατραπεί σε μεταλλικό μαύρο υγρό. και στη συνέχεια τήξη λευκού πάγου, ράβδους σοκολάτας, παλμιτικού οξέος και τέλος κερί παραφίνης.

Για να εξηγήσουμε γιατί η παραφίνη λιώνει σε υψηλότερες θερμοκρασίες από τη σοκολάτα, θα πρέπει να αναλύσουμε τις δομές της.

Εάν τόσο το παλμιτικό οξύ και παραφίνη αντιμετωπίζονται οργανικές ενώσεις, η πρώτη θα πρέπει να αποτελείται από ένα βαρύτερο ή περισσότερο πολικό μόριο (ή και τα δύο ταυτόχρονα) μόριο. Η εξήγηση τέτοιων παρατηρήσεων θα μπορούσε να αφεθεί ως εργασία για τους μαθητές.

Αναφορές

1. Van't Hul J. (24 Ιουλίου 2012). Το πείραμα της επιστήμης της πάγου πάγου με αλάτι και υγρά ακουαρέλες. Ανακτήθηκε από: artfulparent.com
2. Tobin, Declan. (2018). Διασκεδαστικά γεγονότα σχετικά με το σημείο τήξης για παιδιά. Εύκολη επιστήμη για παιδιά. Ανακτήθηκε από: easyscienceforkids.com
3. Σάρα. (11 Ιουνίου 2015). Απλό Πείραμα Επιστήμης για Παιδιά: Τι λιώνει στον Ήλιο; Γοητευτική διασκέδαση για τα αγόρια και τα κορίτσια. Ανακτήθηκε από: frugalfun4boys.com
4. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Χημεία (8η έκδοση). CENGAGE Μάθηση.
5. h2g2. (3 Οκτωβρίου 2017). Σημεία τήξης ορισμένων κοινών ουσιών. Ανακτήθηκε από: h2g2.com
6. Το Ανοιχτό Πανεπιστήμιο. (3 Αυγούστου 2006). Σημεία τήξης. Ανακτήθηκε από: open.edu
7. Lumen, Chemistry for Non-Majors. (s.f.). Σημείο τήξης. Ανακτήθηκε από: courses.lumenlearning.com
8. Gillespie, Claire. (13 Απριλίου 2018). Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν το σημείο τήξης; Sciencing. Ανακτήθηκε από: sciencing.com