SULIEJIMAS: IŠ KO SUSIDEDA, PAVYZDŽIAI IR EKSPERIMENTAS - CHEMIJA - 2025

Sintezės yra būsenos pokytis nuo kietosios būsenos į skystąją dėl medžiagos temperatūrų intervale. Jei medžiaga turi aukštą grynumo laipsnį, diapazonas atitinka konkrečią temperatūrą: lydymosi temperatūrą. Ir kai yra tam tikras priemaišų laipsnis, lydymosi temperatūra nurodoma intervale (pvz., 120–122 ° C).

Tai yra vienas iš labiausiai paplitusių fizinių procesų gamtoje. Kietosios medžiagos sugeria šilumą ir pakelia jų temperatūrą, kol pradeda formuotis pirmieji skysčio lašai. Tada kiti lašai seka pirmuosius ir tol, kol visos kietos medžiagos neištirpsta, jo temperatūra išlieka pastovi.

Šaltinis: „Pixabay“

Kodėl? Nes visa šiluma sunaudojama norint gauti daugiau skysčio, o ne šildyti pastarąjį. Todėl kietos medžiagos ir skysčio temperatūra yra vienoda ir pusiausvyroje egzistuoja. Jei šilumos tiekimas yra pastovus, pusiausvyra pereina į visišką skysčio susidarymą.

Dėl šios priežasties, kai ledo stalaktitas pradeda tirpti pavasarį, kai tik pasikeičia būsena, jis nesibaigs, kol nebus paverstas skystu vandeniu. Aukščiau esančiame paveikslėlyje galima pamatyti, kad net ledo kristalai plūduriuoja kabančio lašo viduje.

Nežinomos medžiagos lydymosi temperatūros nustatymas yra puikus bandymas ją identifikuoti (tol, kol joje nėra daug priemaišų).

Tai taip pat atskleidžia, kokia stipri yra molekulių, sudarančių kietą medžiagą, sąveika; kuo jis lydosi aukštesnėje temperatūroje, tuo stipresnės bus jo tarpmolekulinės jėgos.

Kas yra susijungimas?

Suliejimas susideda iš būsenos pasikeitimo iš kieto į skystą. Skystųjų molekulių ar atomų vidutinė energija yra didesnė, kai jie juda, vibruoja ir sukasi didesniu greičiu. Dėl to padidėja tarpmolekulinė erdvė, taigi ir tūris (nors vandens atveju taip nėra).

Kadangi kietoje medžiagoje molekulės yra kompaktiškesnės, joms trūksta laisvės, o jų energija yra mažesnė. Kad įvyktų kietojo skysčio perėjimas, kietosios medžiagos molekulės ar atomai turi sugerti didesniu greičiu, sugerdami šilumą.

Vibruodamas atsiskiria molekulių rinkinys, susidedantis iš pirmo lašo. Taigi suliejimas yra ne kas kita, kaip kietosios medžiagos tirpimas, kurį sukelia karščio poveikis. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo greičiau tirpsta kieta medžiaga.

Visų pirma, susiliejimas gali sukelti tunelių ir porų susidarymą kietoje medžiagoje. Tai galima pademonstruoti atliekant specialų eksperimentą vaikams.

Kietų mišinių ir emulsijų tirpsmai

Šaltinis: „Pixabay“

Ledai

Lydymasis reiškia medžiagos ar mišinio lydymą šilumoje. Tačiau šis terminas taip pat buvo naudojamas kalbant apie kitų medžiagų, kurios nėra griežtai klasifikuojamos kaip kietosios medžiagos, lydymą: emulsijas.

Idealus pavyzdys yra ledai. Tai yra užšaldyto vandens (o kai kuriuose - ir kristalizuoto), kartu su oru ir riebalais (pienu, grietinėle, kakava, sviestu ir kt.), Emulsijos.

Ledai ištirpsta ar ištirpsta, nes ledas viršija lydymosi temperatūrą, oras pradeda išeiti, o skystis baigia tempti likusius jo komponentus.

Ledų chemija yra labai sudėtinga ir atspindi įdomumą bei įdomumą svarstant sintezės apibrėžimą.

Saldus ir sūrus ledas

Kalbant apie kitus kietus mišinius, analizės tikslais negalima tinkamai kalbėti apie lydymosi tašką; y., tai nėra lemiamas kriterijus nustatant vieną ar daugiau medžiagų. Mišinyje tirpstant vienam komponentui, kiti gali ištirpti skystoje fazėje, kuri yra įstrižai priešinga tirpimui.

Pavyzdžiui, kietas ledo, cukraus ir druskos mišinys visiškai ištirps, kai tik ledas pradės tirpti. Kadangi cukrus ir druska labai gerai tirpsta vandenyje, jis juos ištirps, tačiau tai nereiškia, kad cukrus ir druska ištirpo.

Pavyzdžiai

Virtuvėje

Keletą bendrų sintezės pavyzdžių galima rasti virtuvėje. Sviestas, šokoladas, kramtomosios gumos ir kiti saldumynai tirpsta, jei juos skleidžia tiesioginė saulės šiluma arba jei jie yra uždariose vietose. Kai kurie saldainiai, pavyzdžiui, zefyrai, tyčia išlydomi, kad būtų kuo maloniau mėgautis savo skoniu.

Daugelyje receptų teigiama, kad prieš pridedant vieną ar kelis ingredientus pirmiausia reikia išlydyti. Tarp šių ingredientų taip pat yra sūriai, riebalai ir medus (labai klampus).

Ornamentuose

Tam tikroms erdvėms ir daiktams dekoruoti naudojami metalai, stiklas ir keramika su skirtingais piešiniais. Šiuos ornamentus galima pamatyti pastato terasoje, kai kurių sienų stikle ir mozaikose arba juvelyrų viduje parduodamuose daiktuose.

Visi yra sudaryti iš medžiagų, kurios lydosi labai aukštoje temperatūroje, todėl pirmiausia jos turi ištirpti ar suminkštėti, kad būtų tinkamos dirbti ir suteikti norimas formas.

Kaip tik tada kalviai gamina ginklus, įrankius ir kitus daiktus, yra naudojama kaitrinė geležis. Lydymas taip pat leidžia gauti lydinius, suvirinant du ar daugiau metalų skirtingomis masės proporcijomis.

Iš išlydyto stiklo galite kurti dekoratyvines figūras, tokias kaip arklius, gulbes, vyrus ir moteris, kelioninius suvenyrus ir kt.

Gamtoje

Pagrindinius tirpimo gamtoje pavyzdžius galima pamatyti tirpstant ledkalniams; lavoje - uolienų mišinys, ištirpęs dėl ugnies viduje esančio intensyvaus karščio; ir planetos plutoje, kur vyrauja skystieji metalai, ypač geležis.

Dažniausiai pasitaikančių medžiagų lydymosi taškai

Žemiau išvardytos eilės įprastų medžiagų su jų lydymosi taškais:

-Ice, 0ºC

-Parafinas, 65,6ºC

-Šokoladai, 15,6–36,1ºC (atkreipkite dėmesį, kad tai yra temperatūros diapazonas, nes yra šokoladai, kurie tirpsta žemesnėje ar aukštesnėje temperatūroje)

-Palmito rūgštis, 63ºC

-Agar, 85ºC

-Fosforas, 44ºC

-Aliuminis, 658ºC

-Kalcis, 851ºC

-Auksas, 1083ºC

-Varis, 1083ºC

-Ironas, 1530ºC

- gyvsidabris, -39ºC (kambario temperatūroje jis yra skystas)

-Metano dujos, -182ºC

-Etanolis, -117ºC

-Grafito anglis, 4073ºC

-Dimanto anglys, 4096ºC

Kaip matyti, paprastai metalai dėl savo metalinių jungčių turi aukščiausias lydymosi temperatūras. Tačiau anglis juos viršija, nepaisant kovalentinių ryšių, tačiau turint labai stabilų molekulinį išdėstymą.

Mažos, apolinės molekulės, tokios kaip metano dujos ir etanolis, nepakankamai stipriai sąveikauja, kad kambario temperatūroje išliktų kietos.

Iš kitų, kietosios medžiagos molekulinės sąveikos stiprumą galima nustatyti išmatuojant jos lydymosi tašką. Kieta medžiaga, atlaikanti įdegančią temperatūrą, turi būti labai stabilios struktūros.

Apskritai nepolinės kovalentinės kietosios medžiagos turi mažesnį lydymosi tašką nei polinės, joninės ir metalinės kovalentinės kietosios medžiagos.

Eksperimentas, skirtas paaiškinti vaikų ir paauglių suliejimą

Spalvoti ledo kupolai

Tai galbūt vienas meniškiausių ir paprasčiausių eksperimentų, skirtų paaiškinti vaikų suliejimą. Tau reikia:

-Kiekvienos plokštelės tokiu būdu, kad joms užšalus vanduo suformuotų kupolus

- Didelis dėklas, užtikrinantis paviršių, kuriame ledas gali ištirpti nesukeldamas nuostolių

-Druska (gali būti pigiausia rinkoje)

-Augalinis dažymas, ir lašintuvas ar šaukštas juos pridėti

Gavę ledo kupolus ir padėję juos ant padėklo, į jų paviršių įpilama palyginti nedaug druskos. Vien dėl druskos kontakto su ledu vandens upės sudrėkins dėklą.

Taip yra todėl, kad ledas turi didelį afinitetą druskai, ir susidaro tirpalas, kurio lydymosi temperatūra yra žemesnė nei ledo.

Tada į kupolus įlašinami keli lašai dažiklių. Spalva prasiskverbs pro kupolo tunelius ir visas jo poras, nes tai bus pirmosios tirpimo pasekmės. Rezultatas - spalvų karnavalas, įstrigęs ledo viduje.

Galiausiai dažikliai susimaišys indelyje esančiame vandenyje, suteikdami dar vieną vaizdinį įspūdį mažiesiems žiūrovams.

Šiluminė spintelė

Kontroliuojamos temperatūros spintelėje daugybė medžiagų gali būti dedamos į karščiui atsparius indus. Šio eksperimento tikslas yra parodyti paaugliams, kad kiekviena medžiaga turi savo lydymosi temperatūrą.

Kokias medžiagas galima pasirinkti? Logiška, kad nei metalai, nei druskos negali patekti į korpusą, nes jie lydosi aukštesnėje nei 500ºC temperatūroje (korpusas tirptų).

Todėl iš medžiagų sąrašo galima būtų pasirinkti tas, kurių temperatūra neviršija 100ºC, pavyzdžiui: gyvsidabrio (darant prielaidą, kad spintelę galima atvėsinti iki -40ºC), ledo, šokolado, parafino ir palmitino rūgšties.

Paaugliai (ir vaikai) stebėtų, kaip gyvsidabris virsta metaliniu juodu skysčiu; o tada tirpsta baltasis ledas, šokolado batonėliai, palmitino rūgštis ir galiausiai parafino žvakė.

Norint paaiškinti, kodėl parafinas tirpsta aukštesnėje temperatūroje nei šokoladas, reikės išanalizuoti jo struktūras.

Jei parafinas ir palmitino rūgštis yra organiniai junginiai, pirmieji turi sudaryti iš sunkesnės molekulės arba daugiau polinės molekulės (arba abi tuo pačiu metu). Tokių pastebėjimų paaiškinimą galima palikti namų studentams.

Nuorodos

1. Van't Hul J. (2012 m. Liepos 24 d.). Tirpstantis ledo mokslo eksperimentas su druska ir skystomis akvarelėmis. Atgauta iš: artfulparent.com
2. Tobinas, Declanas. (2018 m.). Įdomūs faktai apie vaikų lydymosi tašką. Lengvas mokslas vaikams. Atkurta iš: easyscienceforkids.com
3. Sara. (2015 m., Birželio 11 d.). Paprastas mokslo eksperimentas vaikams: kas tirpsta saulėje? Vaisinės linksmybės berniukams ir mergaitėms. Atkurta iš: frugalfun4boys.com
4. Whittenas, Davisas, Peckas ir Stanley. (2008). Chemija. (8-asis leidimas). CENGAGE mokymasis.
5. h2g2. (2017 m. Spalio 03 d.). Kai kurių įprastų medžiagų lydymosi taškai. Atkurta iš: h2g2.com
6. Atviras universitetas. (2006-08-03). Lydymosi taškai. Atkurta iš: open.edu
7. Lumenas, chemija ne majorams. (sf). Lydymosi temperatūra. Atkurta iš: kursai.lumenlearning.com
8. Gillespie, Claire. (2018 m. Balandžio 13 d.). Kokie veiksniai veikia lydymosi tašką? Mokslas. Atgauta iš: sciencing.com