Fuzija u onome što se sastoji, primjeri i eksperiment

fuzija to je promjena stanja iz krutog u tekuće za tvar u temperaturnom rasponu. Ako tvar ima visok stupanj čistoće, margina odgovara određenoj temperaturi: točki taljenja. A kada postoji određeni stupanj nečistoća, točka taljenja je predstavljena rasponom (na primjer, 120-122 ° C).

To je jedan od najčešćih fizičkih procesa u prirodi. Krute tvari apsorbiraju toplinu i povisuju njezinu temperaturu dok se ne počnu stvarati prve kapi tekućine. Zatim slijede druge kapi, a dok se sva krutina nije istopila, temperatura ostaje konstantna.

Zašto? Zato što se sva toplina troši da bi se proizvelo više tekućine, umjesto grijanja potonjeg. Prema tome, krutina i tekućina imaju istu temperaturu i koegzistiraju u ravnoteži. Ako je opskrba toplinom konstantna, ravnoteža završava kretanjem do potpunog stvaranja tekućine.

Iz tog razloga, kada se ledeni stalaktit počne topiti u proljeće, kada se počne mijenjati stanje, neće se završiti dok se ne pretvori u tekuću vodu. Na slici iznad može se vidjeti da čak i kristali leda plutaju unutar viseće kapi.

Određivanje točke taljenja nepoznate tvari izvrstan je test za identifikaciju (sve dok ne sadrži mnogo nečistoća).

Također otkriva koliko su jake interakcije između molekula koje čine čvrstu tvar; dok se zasnivaju na višim temperaturama, jače će biti njezine intermolekularne sile.

indeks

• 1 Od čega se sastoji spajanje??
  • 1.1 Taline krutih smjesa i emulzija
• 2 Primjeri
  • 2.1 U kuhinji
  • 2.2 U ukrasima
  • 2.3 U prirodi
• 3 Fuzijske točke najčešćih tvari
• 4 Pokušajte objasniti fuziju za djecu i adolescente
  • 4.1 Šarene ledene kupole
  • 4.2 Toplinski ormarić
• 5 Reference

Od čega se sastoji spajanje??

Fuzija se sastoji od promjene stanja iz krutog u tekuće. Molekule ili atomi u tekućini imaju veću prosječnu energiju, budući da se kreću, vibriraju i rotiraju pri većim brzinama. To rezultira povećanjem intermolekularnog prostora i, prema tome, povećanjem volumena (iako to nije slučaj s vodom).

Budući da su u čvrstom stanju molekule u kompaktnijem rasporedu, nedostaju im slobode u kretanju i imaju nižu prosječnu energiju. Da bi došlo do prijelaza kruto-tekuće, molekule ili atomi krute tvari moraju vibrirati pri većim brzinama apsorbiranjem topline.

Dok vibriraju, oni odvajaju skupinu molekula koje se udružuju u prvu kap. I tako, fuzija nije ništa više od topljenja krute tvari uzrokovane djelovanjem topline. Što je viša temperatura, brža je fuzija krutine.

Osobito, fuzija može dati put stvaranju tunela i pora unutar krutine. To se može pokazati kroz predani pokus za djecu.

Taline krutih smjesa i emulzija

Sladoled

Fuzija se odnosi na topljenje tvari ili smjese. Međutim, taj se izraz koristi i za taljenje drugih tvari koje se ne klasificiraju kao krute tvari: emulzije.

Idealan primjer leži u sladoledu. To su emulzije smrznute vode (u nekim, kristalizirane), sa zrakom i mastima (mlijeko, vrhnje, kakao, maslac itd.).

Sladoled se topi ili topi jer led prekoračuje točku taljenja, zrak počinje bježati, a tekućina završava povlačenjem ostalih komponenti.

Kemija sladoleda je iznimno složena i predstavlja točku zanimanja i znatiželje kada se razmatra definicija fuzije.

Slatki i slani led

Što se tiče drugih krutih smjesa, ne može se ispravno govoriti o talištu za analitičke svrhe; to jest, nije odlučujući kriterij za identificiranje jedne ili više tvari. U smjesi, kada se komponenta otopi, drugi se mogu otopiti u tekućoj fazi, koja je dijagonalno suprotna od fuzije..

Na primjer, čvrsta smjesa ledeno-šećerne soli potpuno će se otopiti čim se led otopi. Budući da su šećer i sol vrlo topivi u vodi, rastopit će ih, ali to ne znači da su se šećer i sol otopili.

Primjeri

U kuhinji

Neki uobičajeni primjeri fuzije nalaze se u kuhinji. Butteri, čokolade, žvakaće gume i druge slatkiši se topi ako izravno primaju sunčevu toplinu ili ako su zaključani u vrućim prostorima. Neki slatkiši, kao što su marshmallows, namjerno su otopljeni za najbolje uživanje njihovih okusa.

Mnogi recepti pokazuju da se jedan ili više sastojaka moraju prvo otopiti prije dodavanja. Među tim sastojcima su i sirevi, masti i med (vrlo viskozni).

U ornamentima

Za ukrašavanje određenih prostora i predmeta koriste se metali, staklo i keramika različitih izvedbi. Ove se ornamentike mogu vidjeti na terasi zgrade, u kristalima i mozaicima nekih zidova, ili u artiklima za prodaju unutar nakita..

Svi se sastoje od materijala koji se topi na vrlo visokim temperaturama, pa se prvo moraju rastopiti ili omekšati kako bi radili i dati im željene oblike..

Ovdje radite sa željezom sa žarnom niti, kao što to rade kovači u proizvodnji oružja, alata i drugih predmeta. Također, fuzija omogućuje dobivanje legura kod zavarivanja dva ili više metala u različitim masenim omjerima.

Iz rastaljenog stakla možete stvoriti ukrasne figure kao što su konji, labudovi, muškarci i žene, uspomene na putovanja, itd..

U prirodi

Glavni primjeri fuzije u prirodi mogu se vidjeti u taljenju ledenih brijega; u lavi, mješavina stijena rastopljenih intenzivnom toplinom unutar vulkana; iu kori planeta, gdje prevladava prisutnost tekućih metala, osobito željeza.

Točke topljenja najčešćih tvari

Slijedi popis uobičajenih tvari s njihovim točkama taljenja:

-Led, 0ºC

-Parafin, 65,6 ° C

-Čokolade, 15,6-36,1ºC (imajte na umu da je to temperaturni raspon, jer se čokolade rastapaju na nižim ili višim temperaturama)

-Palmitinska kiselina, 63 ° C

-Agar, 85 ° C

-Fosfor, 44 ° C

-Aluminij, 658ºC

-Kalcij, 851 ° C

-Zlato, 1083 ° C

-Bakar, 1083ºC

-Željezo, 1530ºC

-Živa, -39ºC (tekućina je na sobnoj temperaturi)

-Metan, -182 ° C

-Etanol, -117 ° C

-Grafitni ugljik, 4073ºC

-Dijamantni ugljik, 4096ºC

Kao što se može vidjeti, metali općenito, zbog svojih metalnih veza, imaju najviše točke taljenja. Međutim, ugljen ih prevladava unatoč kovalentnim vezama, ali s vrlo stabilnim molekularnim aranžmanima.

Male i nepolarne molekule, kao što su metan i etanol, nemaju dovoljno jake interakcije da ostanu u čvrstom stanju na sobnoj temperaturi.

Za ostalo, čvrstoća intermolekularnih interakcija unutar krutine može se izvesti mjerenjem njezine točke taljenja. Kruta tvar koja podupire vruće temperature mora imati vrlo stabilnu strukturu.

Općenito, apolarne kovalentne krutine imaju niže točke taljenja od polarnih, ionskih i metalnih kovalentnih krutina.

Eksperimentirajte kako biste objasnili fuziju za djecu i adolescente

Šarene ledene kupole

Ovo je možda jedan od najizvođenijih i najjednostavnijih eksperimenata koji objašnjavaju fuziju djeci. Trebate:

-Neka jela na takav način da prilikom zamrzavanja vode u njima tvore kupole

-Veliki pladanj koji osigurava površinu na kojoj se može otopiti led bez izazivanja pustoši

-Sol (može biti najjeftinija na tržištu)

-Biljne povrće i kapaljka ili žlica da ih dodate

Nakon što su ledene kupole dobivene i stavljene na pladanj, dodaje se relativno mala količina soli na njihovu površinu. Jedini kontakt soli s ledom će uzrokovati da rijeke vode budu mokre.

To je zato što led ima visoki afinitet prema soli, i dolazi do otapanja čija je točka topljenja niža od leda.

Zatim se u kupole dodaju nekoliko kapi boje. Boja će prodrijeti kroz tunele kupole i svih njezinih pora, kao prve posljedice njezina topljenja. Rezultat je šaren karneval zarobljen unutar leda.

Konačno, boje će se miješati u vodi u pladnju, dajući još jedan vizualni spektakl malim gledateljima.

Termički ormarić

Unutar ormarića s kontroliranom temperaturom, niz tvari može se staviti u spremnike otporne na toplinu. Svrha ovog eksperimenta je pokazati tinejdžerima da svaka tvar ima svoju točku taljenja.

Koje se tvari mogu odabrati? Logično, metali ili soli mogu ući u ormarić, budući da se tope na temperaturama iznad 500 ° C (kabinet bi se rastopio).

Stoga se s popisa tvari mogu odabrati one koje ne prelaze 100 ° C, na primjer: živa (pod pretpostavkom da se ormar može ohladiti ispod -40 ° C), led, čokolada, parafin i palmitinska kiselina..

Tinejdžeri (i djeca) bi gledali živu pretvoriti u metalik crnu tekućinu; i zatim topljenje bijelog leda, čokoladnih pločica, palmitinske kiseline i, konačno, parafinske svijeće.

Da bi se objasnilo zašto se parafin topi na višim temperaturama od čokolade, bit će potrebno analizirati njegove strukture.

Ako su i parafin i palmitinska kiselina organski spojevi, prvi bi se trebao sastojati od teže molekule ili više polarne molekule (ili oboje u isto vrijeme). Davanje objašnjenja takvih opažanja može biti ostavljeno studentima kao domaća zadaća.

reference

1. Van't Hul J. (24. srpnja 2012.). Eksperiment s topljenjem leda sa solima i tekućim akvarelima. Preuzeto s: artfulparent.com
2. Tobin, Declan. (2018.). Zabavne činjenice o točki topljenja za djecu. Jednostavna znanost za djecu. Preuzeto s: easyscienceforkids.com
3. Sarah. (11. lipnja 2015.) Jednostavni znanstveni eksperiment za djecu: što se topi na suncu? Zabavna zabava za dječake i djevojčice. Preuzeto s: frugalfun4boys.com
4. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija. (8. izdanje). CENGAGE Učenje.
5. h2g2. (3. listopada 2017.) Točke topljenja nekih uobičajenih tvari. Preuzeto s: h2g2.com
6. Otvoreno sveučilište. (3. kolovoza 2006.) Točke topljenja. Dobavljeno iz: open.edu
7. Lumen, Kemija za ne-majore. (N. D.). Točka topljenja. Preuzeto s: courses.lumenlearning.com
8. Gillespie, Claire. (13. travnja 2018.). Koji čimbenici utječu na točku taljenja? Sciencing. Preuzeto s: sciencing.com