Злиття в тому, що він складається, приклади і експеримент

The злиття це зміна стану від твердого до рідкого речовини в діапазоні температур. Якщо речовина має високу ступінь чистоти, запас відповідає певній температурі: температурі плавлення. А коли є певний ступінь домішок, точка плавлення представлена ​​діапазоном (наприклад, 120-122ºC).

Це один з найбільш поширених фізичних процесів в природі. Тверді речовини поглинають тепло і підвищують його температуру до появи перших крапель рідини. Потім за першим слідують інші краплі, і поки все тверде речовина не розплавиться, його температура залишається постійною.

Чому? Тому що все тепло споживається, щоб виробляти більше рідини, замість нагрівання останнього. Тому тверда речовина і рідина мають однакову температуру і співіснують в рівновазі. Якщо подача тепла є постійною, баланс закінчується переходом до повного утворення рідини.

З цієї причини, коли льодовий сталактит починає танути навесні, коли почалася зміна стану, вона не закінчиться, поки вона не перетвориться на рідку воду. На зображенні вище можна бачити, що навіть кристали льоду плавають усередині висячої краплі.

Визначення точки плавлення невідомої речовини є відмінним тестом для його ідентифікації (до тих пір, поки він не містить багато домішок).

Він також показує, наскільки сильними є взаємодії між молекулами, що складають тверде тіло; при встановленні при більш високих температурах сильнішими будуть її міжмолекулярні сили.

Індекс

• 1 З чого складається злиття??
  • 1.1 Розплави твердих сумішей і емульсій
• 2 Приклади
  • 2.1 На кухні
  • 2.2 У орнаментах
  • 2.3 У природі
• 3 Точки злиття найбільш поширених речовин
• 4 Експериментуйте, щоб пояснити злиття для дітей і підлітків
  • 4.1 Барвисті крижані куполи
  • 4.2 Тепловий кабінет
• 5 Посилання

З чого складається злиття??

Злиття складається з зміни стану від твердого до рідкого. Молекули або атоми в рідині мають більш високу середню енергію, оскільки вони рухаються, вібрують і обертаються на більш високих швидкостях. Це призводить до збільшення міжмолекулярного простору і, отже, до збільшення обсягу (хоча це не стосується води)..

Оскільки в твердому тілі молекули знаходяться в більш компактному розташуванні, їм не вистачає свобод у своєму русі, і вони мають нижчу середню енергію. Для переходу твердо-рідинних речовин молекули або атоми твердого тіла повинні вібрувати на більш високих швидкостях шляхом поглинання тепла.

Коли вони вібрують, вони відокремлюють набір молекул, які збираються разом, утворюючи першу краплю. Таким чином, злиття не є нічим іншим, як таненням твердого тіла, викликаним ефектом тепла. Чим вище температура, тим швидше відбувається злиття твердого тіла.

Зокрема, злиття може дати шлях формуванню тунелів і пір в твердому тілі. Це можна продемонструвати за допомогою спеціального експерименту для дітей.

Розплави твердих сумішей і емульсій

Морозиво

Злиття означає плавлення речовини або суміші теплом. Однак цей термін також використовується для позначення плавлення інших речовин, які не класифікуються як тверді: емульсії.

Ідеальним прикладом є морозиво. Вони являють собою емульсії замороженої води (і в деяких, кристалізовані), з повітрям і жирами (молоко, вершки, какао, масло і т.д.).

Морозиво тане або плавиться, тому що лід перевищує температуру плавлення, повітря починає втекти, а рідина закінчується тим, що тягне решту її компонентів..

Хімія морозива надзвичайно складна і представляє інтерес і цікавість при розгляді визначення синтезу.

Солодкий і солоний лід

Що стосується інших твердих сумішей, то не можна належним чином говорити про точку плавлення для аналітичних цілей; тобто, не є вирішальним критерієм для ідентифікації одного або декількох речовин. У суміші, коли компонент плавиться, інші можуть розчинятися в рідкій фазі, яка діагонально протилежна синтезу.

Наприклад, тверда суміш льодової цукрової солі повністю розплавиться, як тільки лід розплавиться. Оскільки цукор і сіль дуже добре розчиняються у воді, вони розчиняють їх, але це не означає, що цукор і сіль розплавляються.

Приклади

На кухні

Деякі поширені приклади синтезу можна знайти на кухні. Вершки, цукерки, ясен та інші солодощі розтоплюються, якщо вони отримують сонячне тепло прямо, або якщо вони заблоковані в гарячих місцях. Деякі солодощі, такі як зефір, навмисно розтоплюються для кращого задоволення своїми смаками.

Багато рецепти свідчать про те, що один або більше інгредієнтів повинні спочатку розплавлятися перед додаванням. Сири, жири і мед (дуже в'язкі) також є серед цих інгредієнтів.

В орнаментах

Для прикраси певних приміщень і об'єктів використовуються метали, скло і кераміка з різними конструкціями. Ці орнаменти можна побачити на терасі будівлі, в кристалах і мозаїках деяких стін, або в виробах, що продаються всередині ювелірних виробів.

Всі вони складаються з матеріалів, які плавляться при дуже високих температурах, тому вони повинні спочатку розплавитися або пом'якшити для роботи і дати їм потрібні форми.

Саме тут ви працюєте з лампами розжарювання, як це роблять ковалі у виробництві зброї, інструментів та інших предметів. Також сплав дозволяє отримувати сплави при зварюванні двох або більше металів в різних масових пропорціях.

З розплавленого скла можна створювати декоративні фігури, такі як коні, лебеді, чоловіки і жінки, спогади про подорожі тощо..

У природі

Основні приклади синтезу в природі можна побачити в плавленні айсбергів; у лаві - суміш порід, розплавлених інтенсивною теплотою всередині вулканів; і в земній корі планети, де переважає наявність рідких металів, особливо заліза.

Точки плавлення найбільш поширених речовин

Нижче наведено список загальних речовин з відповідними точками плавлення:

-Лід, 0ºC

-Парафін, 65,6 ° С

-Шоколадні цукерки, 15,6-36,1ºC (зверніть увагу, що це температурний діапазон, тому що є шоколадні цукерки, які плавляться при більш низькій або більш високій температурі)

-Пальмітинова кислота, 63 ° С

-Агар, 85ºC

-Фосфор, 44ºC

-Алюміній, 658ºC

-Кальцій, 851ºC

-Золото, 1083ºC

-Мідь, 1083ºC

-Залізо, 1530ºC

-Ртуть, -39ºC (рідина при кімнатній температурі)

-Газ метану, -182ºC

-Етанол, -117ºC

-Графітовий вуглець, 4073ºC

-Алмазний вуглець, 4096ºC

Як видно, метали, як правило, завдяки своїм металевим зв'язкам, мають найвищі точки плавлення. Тим не менш, вугілля долає їх, незважаючи на наявність ковалентних зв'язків, але з дуже стабільними молекулярними механізмами.

Малі і неполярні молекули, такі як газ метан і етанол, не мають достатньо сильних взаємодій, щоб залишатися в твердому стані при кімнатній температурі..

Для решти, міцність міжмолекулярних взаємодій у твердому тілі може бути виведена шляхом вимірювання її температури плавлення. Тверда речовина, що підтримує випаровувані температури, повинна мати дуже стійку структуру.

Загалом, аполярні ковалентні тверді речовини мають більш низькі точки плавлення, ніж полярні, іонні та металеві ковалентні тверді речовини.

Експериментуйте, щоб пояснити злиття для дітей і підлітків

Барвисті крижані куполи

Це, мабуть, один з найбільш мистецьких і простих експериментів для пояснення злиття з дітьми. Вам потрібно:

-Деякі страви таким чином, що при замерзанні води в них вони утворюють куполи

-Великий лоток, щоб забезпечити поверхню, на якій можна розтопити лід, не завдаючи шкоди

-Сіль (може бути найдешевшою на ринку)

-Овочеві барвники, а також крапельницю або ложку додати їх

Як тільки крижані куполи були отримані і поміщені на лоток, до їх поверхні додано відносно невелика кількість солі. Єдиний контакт солі з льодом, викликає річки води, які будуть мокрий лоток.

Це пояснюється тим, що лід має високу спорідненість до солі, і відбувається розчинення, температура плавлення якої нижче, ніж температура льоду.

Далі до куполів додають кілька крапель барвника. Колір буде проникати в тунелі купола і всі його пори, як перші наслідки його танення. Результатом є барвистий карнавал, що потрапив у льоду.

Нарешті, барвники будуть змішуватися у воді лотка, даючи ще одне візуальне видовище маленьким глядачам.

Теплова шафа

Всередині шафи з контрольованою температурою, серія речовин може бути поміщена в термостійкі контейнери. Мета цього експерименту - показати підліткам, що кожна речовина має свою точку плавлення.

Які речовини можна вибрати? Логічно, що метали або солі можуть потрапляти в шафу, оскільки вони плавляться при температурі вище 500 ° C (шафа буде танути).

Тому з переліку речовин можна було б вибрати ті, які не перевищують 100 ° С, наприклад: ртуть (припускаючи, що шафа може охолоджуватися нижче -40 ° С), лід, шоколад, парафін і пальмітинова кислота..

Підлітки (і діти теж) спостерігали, як ртуть перетворюється на металеву чорну рідину; а потім плавлення білого льоду, шоколадних батончиків, пальмітинової кислоти і, нарешті, парафінової свічки.

Щоб пояснити, чому парафін плавиться при більш високих температурах, ніж шоколад, необхідно буде проаналізувати його структури.

Якщо парафін і пальмітинова кислота є органічними сполуками, перша повинна складатися з більш важкої молекули або більш полярної молекули (або обох одночасно). Роз'яснення таких спостережень можна залишити студентам як домашнє завдання.

Список літератури

1. Van't Hul J. (24 липня 2012 року). Танення льоду науки експериментувати з солі і рідких акварелі. Отримано з: artfulparent.com
2. Тобін, Деклан. (2018). Цікаві факти про точку плавлення для дітей. Легка наука для дітей. Отримано з: easyscienceforkids.com
3. Сара. (11 червня 2015 р.) Простий науковий експеримент для дітей: що тане на сонці? Скрутне задоволення для хлопчиків і дівчаток. Отримано з: frugalfun4boys.com
4. Уіттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е изд.). CENGAGE Навчання.
5. h2g2. (3 жовтня 2017 року). Точки плавлення деяких поширених речовин. Отримано з: h2g2.com
6. Відкритий університет. (3 серпня 2006 р.) Точки плавлення. Отримано з: open.edu
7. Люмен, Хімія для не-мажор. (s.f.). Точка плавлення. Отримано з: courses.lumenlearning.com
8. Гіллеспі, Клер. (13 квітня 2018). Які фактори впливають на температуру плавлення? Наука. Отримано з: sciencing.com