Jäätymiskohta kuinka laskea se ja esimerkkejä

Hän jäätymispiste Se on lämpötila, jossa aine kokee nesteen kiinteän siirtymätasapainon. Aineesta puhuttaessa tämä voi olla yhdiste, puhdas elementti tai seos. Teoreettisesti kaikki aine jäätyy, kun lämpötila laskee absoluuttiseen nollaan (0k).

Äärimmäisiä lämpötiloja ei kuitenkaan tarvita nesteiden jäätymisen tarkkailemiseksi. Jäävuoret ovat yksi ilmeisimmistä esimerkeistä jäädytetyistä vesimassoista. Myös ilmiötä voidaan seurata reaaliajassa nestemäisen typpihauteiden läpi tai yksinkertaisella pakastimella.

Lähde: Pxhere

Mikä on ero jäätymisen ja jähmettymisen välillä? Että ensimmäinen prosessi on erittäin riippuvainen lämpötilasta, nesteen puhtaudesta ja on termodynaaminen tasapaino; Vaikka toinen liittyy enemmän muutoksiin kiinteistövälineen kemiallisessa koostumuksessa, edes olematta täysin nestemäinen (pasta).

Siksi jäädyttäminen on jähmettymistä; Mutta päinvastoin ei ole aina totta. Lisäksi termin jähmettymisen poistamiseksi on oltava tasapainossa nestemäinen faasi saman aineen kiinteän aineen kanssa; Jäävuoret noudattavat tätä: ne kelluvat nestemäisessä vedessä.

Siten nesteen jäädyttäminen on kiinteän vaiheen jäätymistä lämpötilan laskun seurauksena. Paine vaikuttaa myös tähän fyysiseen ominaisuuteen, vaikka sen vaikutukset ovat alhaisemmat nesteissä, joilla on alhaiset höyrypaineet.

[TOC]

Mikä on jäätymiskohta?

Lämpötilan noustessa molekyylien keskimääräinen kineettinen energia vähenee ja hidastaa siten vähän. Nesteessä hitaammin, on piste, jossa ne ovat riittävän vuorovaikutuksessa muodostamaan molekyylin järjestetyn järjestelyn; Tämä on ensimmäinen kiinteä aine, josta suuret kiteet kasvavat.

Jos tämä ensimmäinen kiinteä kiinteä kiinteä kiinteä kiinteä kiinteä kiinteä kiinteä kiinteä aine on "liian paljon", lämpötilaa on tarpeen vähentää edelleen, kunnes sen molekyylit pysyvät edelleen riittävästi. Lämpötila, jossa tämä vastaa jäätymispistettä; Sieltä muodostetaan nestemäinen tasapaino.

Aikaisempi skenaario tapahtuu puhtaille aineille; Mutta entä jos he eivät ole?

Tällöin ensimmäisen kiinteän aineen molekyylien on kiinnitettävä ne vieraiden molekyylien sisällyttämiseksi. Seurauksena muodostuu epäpuhdas (tai kiinteä liuos), joka tarvitsee alhaisemman lämpötilan kuin sen muodostumisen jäätymispiste.

Se voi palvella sinua: hopea -nitraatti (AGNO3): rakenne, ominaisuudet, käyttö, toksisuus

Siitä sitten puhuu Jäätymispisteen väheneminen. Vaikka vieraita molekyylejä on enemmän tai oikein ottaen epäpuhtauksia, neste jäätyy yhä alhaisemmissa lämpötiloissa.

Jäädyttäminen vs. liukoisuus

Koska se on seos kahdesta yhdisteestä, A ja B, kun lämpötila laskeutuu, se jäädytetään, kun taas B pysyy nesteenä.

Skenaario on samanlainen kuin hiljattain selitetty. Osa A: sta ei ole vielä jäätynyt, ja siksi se on liuennut B: hen. On liukoisuustasapaino enemmän kuin neste-kiinteä siirtymäpuhe sitten?

Molemmat kuvaukset ovat kelvollisia: A saostumat tai jäätyminen, jotka erottuvat B: stä, kun lämpötila laskeutuu. Kaikki saostuu, kun mitään ei liuennut B: hen; mikä on sama kuin sanoa, että täysin jäätynyt.

On kuitenkin helpompaa hoitaa ilmiö jäätymisen kannalta. Siten on vapaampi jäätymispiste, kun taas B tarvitsee kylmempiä lämpötiloja.

"A: n" jäätä koostuu kuitenkin kiinteästä, jolla on rikkaampi B: n koostumus; Mutta B on myös siellä. Tämä johtuu siitä, että A + B on homogeeninen seos, ja siksi osa siitä homogeenisuudesta siirretään jäädytetylle kiinteälle.

Kuinka laskea se?

Kuinka aineen jäätymispiste voidaan ennustaa tai laskea? On fysikaalis -kemiallisia laskelmia, jotka sallivat mainitun pisteen likimääräisen arvon muissa paineissa (muut kuin 1AATM, ympäristön paine).

Ne kuitenkin virtaavat fuusion entalpiaan (δ_Fus) Koska sulautuminen on prosessi jäätymisen vastakkaiseen suuntaan.

Lisäksi on helpompaa määrittää aineen tai seoksen sulamispiste kuin sen jäätymispiste; Vaikka ne saattavat tuntua samalta, ne osoittavat tiettyjä eroja.

Kuten edellisessä osassa mainittiin: Mitä suurempi epäpuhtauksien pitoisuus on, sitä suurempi jäätymispisteen lasku on. Tämä voidaan myös sanoa seuraavasti: Mitä pienempi seoksen kiinteän aineen molaarinen fraktio x jäätyy alhaisemmassa lämpötilassa.

Lämpötilan laskeutumisyhtälö

Seuraava yhtälö ilmaisee ja tiivistää kaiken sanotun:

Lnx = -(Δ_Fus/R) (1/t - 1/Tº) (1)

Missä r on ihanteellisten kaasujen vakio, jolla on melkein yleinen käyttö. Tº on normaali jäätymispiste (ympäristön paineessa) ja t on lämpötila, jossa kiinteä aine jäädytetään molaariseen fraktioon x.

Se voi palvella sinua: kemiallinen haihtuminen: mitä koostuu, sovellukset ja esimerkit

Tästä yhtälöstä ja yksinkertaisten sarjan jälkeen saadaan seuraava, tunnetaan paremmin:

Δtc = k_FM (2)

Missä m on liuenneen aineen tai epäpuhtauden moleaalinen ja k_F Se on liuotin- tai nestekomponentin krykooppinen vakio.

Esimerkit

Alla annetaan lyhyt kuvaus joidenkin aineiden jäädyttämisestä.

Vettä

Vesi jäätyy noin 0ºC. Tämä arvo voi kuitenkin vähentyä, jos se sisältää siihen liuenneen liuenneen aineen; Sanoa suolaa tai sokeria.

Liuenneen liuenneen aineen määrästä riippuen on erilaisia ​​moraalisuuksia m; Ja lisäämällä m vähenee x: tä, jonka arvo voidaan korvata yhtälössä (1) ja siten selkeä T.

Esimerkiksi, jos vettä saadaan lasi pakastimeen ja toinen makealla vedellä (tai mikä tahansa vesipohjainen juoma), lasi vedellä. Tämä johtuu siitä, että niiden kiteet muodostuvat nopeammin ilman glukoosimolekyylien, ionien tai muiden lajien häiriöitä.

Sama tapahtuisi, jos lasi merivedellä laitetaan pakastimeen. Nyt merivedellä oleva lasi voi jäätyä ensin kuin lasi makealla vedellä; Ero riippuu liuenneen aineen määrästä eikä sen kemiallinen luonne.

Tästä syystä TC: n (jäätymislämpötila) lasku on kolatiivinen ominaisuus.

Alkoholi

Lähde: Pixabay

Alkoholit jäätyvät kylmemmällä lämpötilassa kuin nestemäinen vesi. Esimerkiksi etanoli jäätyy noin -114ºC: n ympärille. Jos sekoitetaan veden ja muiden ainesosien kanssa, jäätymispisteen lisääntyminen on päinvastoin.

Koska? Koska vesi, nestemäinen aine ja sekoittuu alkoholin kanssa, jäätyy paljon korkeammassa lämpötilassa (0ºC).

Palaa jääkaappiin lasien kanssa vedellä, jos tällä kertaa otetaan käyttöön alkoholijuoma, tämä on viimeinen jäädyttää. Mitä suurempi etyyliaaste, pakastin on jäähdyttävä se vielä enemmän juoman jäädyttämiseksi. Tästä syystä tequilan kaltaisia ​​juomia on vaikeampi jäädyttää.

Maito

Lähde: Pixabay

Maito on vesipohjainen aine, jossa rasva dispergoituu yhdessä laktoosin ja kalsiumfosfaattien kanssa muiden lipoproteiinien lisäksi.

Ne veden liukoisimmat komponentit ovat ne, jotka määrittävät, kuinka paljon heidän jäätymispisteensä vaihtelee koostumuksen mukaan.

Voi palvella sinua: Hapetusnumero: Konsepti, miten se pääsee ulos ja esimerkkejä

Maito jäätyy keskimäärin lämpötilassa noin -0.54ºC, mutta värähtelee välillä -0.50 ja -0.56 Veden prosenttimäärästä riippuen. Siksi voit tietää, onko maito väärennetty. Ja kuten voidaan nähdä, maidon lasi jäätyy melkein samanaikaisesti lasin kanssa vedellä.

Kaikki maitoja ei jäädyttävä samassa lämpötilassa, koska niiden koostumus riippuu myös sen eläinlähteestä.

Elohopea

Elohopea on ainoa metalli, joka on nestemäisessä muodossa huoneenlämpötilassa. Sen jäädyttämiseksi on välttämätöntä laskea lämpötila -38.83ºC; Ja tällä kertaa ajatus sen kaatamisesta lasiin vältetään ja viedään pakastimeen, koska se voi johtaa kauheisiin onnettomuuksiin.

Huomaa, että elohopea jäätyy ennen alkoholia. Tämä voi johtua siitä, että elohopealasi värähtelee vähemmän koostuen atomista, jotka on kytketty metallilinkkien kanssa; Etanolissa ollessaan he ovat CHO -molekyylejä₃CH₂Voi suhteellisen kevyt, joka on hitaasti majoitettava.

Bensiini

Kaikista esimerkkeistä jäätymiskohdasta bensiinin on monimutkaisin. Kuten maito, se on sekoitus; Mutta sen pohja ei ole vettä, vaan ryhmä useiden hiilivetyjen ryhmä, jokaisella on omat rakenteelliset ominaisuutensa. Jotkut pienistä molekyyleistä ja muista suurista.

Ne hiilivedyt, joilla on alemmat höyrypaineet, jäätyvät ensin; Kun taas toiset pysyvät nestemäisessä tilassa, vaikka lasillista bensiiniä ympäröi nestemäistä typpeä. "Bensiinijää" ei muodosteta kunnolla, vaan kelta-vihreän äänen geeli.

Bensiinin jäädyttämiseksi kokonaan sen on ehkä jäähdyttämään lämpötila jopa -200ºC. Tässä lämpötilassa on todennäköistä, että muodostuu bensiinijää, koska seoksen kaikki komponentit ovat jäätyneet; toisin sanoen ei ole nestemäistä faasia tasapainossa kiinteän kanssa.

Viitteet

1. Fysiikan laitos, Ilinoisin yliopisto Urbana-Champaignissa. (2018). Kysymykset ja vastaukset: bensiinin jäätyminen. Haettu osoitteesta: pakettiauto.Fysiikka.Illinois.Edu
2. Iranin. Levine. (2014). Fysikaalis -periaatteet. (Kuudes painos). MC Graw Hill.
3. Glassi. (1970). Fysikaalis -sopimus. Aguilar s. -Lla. of Editions, Juan Bravo, 38, Madrid (Espanja).
4. Walter J. Moore. (1962). Fysikaalinen kemia. (Neljäs painos). Longmanit.
5. Sibagropiobor. (2015). Maidon jäätymispisteen määrittäminen. Palautettu: Sibagropborbor.Rulla
6. Helmestine, Anne Marie, PH.D -d. (22. kesäkuuta 2018). Alkoholin jäätyminen. Toipunut: Admingco.com