Fusjon i hva den består av, eksempler og eksperiment
den fusjon Det er tilstandsendringen fra fast til flytende for et stoff i et temperaturområde. Hvis stoffet har en høy grad av renhet, tilsvarer marginen en bestemt temperatur: smeltepunktet. Og når det er en viss grad av urenheter, er smeltepunktet representert ved et område (for eksempel 120-122ºC).
Det er en av de vanligste fysiske prosessene i naturen. Faststoffene absorberer varme og øker temperaturen til de første dråpene av væske begynner å danne seg. Deretter følger andre dråper den første, og mens hele det faste stoffet ikke har smeltet, forblir temperaturen konstant.
Hvorfor? Fordi all varmen forbrukes for å produsere mer væske, i stedet for å oppvarme sistnevnte. Derfor har det faste stoffet og væsken samme temperatur og eksisterer i likevekt. Hvis varmeforsyningen er konstant, vil balansen ende opp med å flytte til komplett væskestørrelse.
Av denne grunn, når en isstalaktitt begynner å smelte om våren, når statsendringen er påbegynt, vil den ikke ende før den er blitt til flytende vann. På bildet over kan det ses at selv iskrystaller flyter inne i en hengende dråpe.
Bestemmelsen av smeltepunktet for et ukjent stoff er en utmerket test for å identifisere den (så lenge den ikke inneholder mange urenheter).
Det avslører også hvor sterk er samspillet mellom molekylene som utgjør det faste stoffet; samtidig som det etableres ved høyere temperaturer, desto sterkere vil dens intermolekylære krefter være.
index
- 1 Hva består fusjonen av??
- 1.1 Smelter av faste blandinger og emulsjoner
- 2 Eksempler
- 2.1 på kjøkkenet
- 2.2 I ornamenter
- 2.3 I naturen
- 3 Fusjonspunkter av de vanligste stoffene
- 4 Eksperiment for å forklare fusjonen for barn og ungdom
- 4.1 Fargerike iskoder
- 4.2 Termisk skap
- 5 referanser
Hva består fusjonen av??
Fusjonen består av en tilstandsendring fra fast til flytende. Molekylene eller atomene i væsken har høyere gjennomsnittlig energi, siden de beveger seg, vibrerer og roterer ved høyere hastigheter. Dette resulterer i en økning i intermolekylært rom og derfor en økning i volum (selv om dette ikke er tilfelle med vann).
Som i det faste stoffet er molekylene i et mer kompakt arrangement, mangler de friheter i bevegelsen, og de har lavere gjennomsnittlig energi. For overføringen av fast-væske skal væskenes molekyler eller atomer vibrere ved høyere hastigheter ved å absorbere varme.
Når de vibrerer, separerer de et sett med molekyler som kommer sammen for å danne den første dråpen. Og så er fusjonen ikke noe mer enn en smelting av det faste stoffet forårsaket av effekten av varme. Jo høyere temperaturen er, desto raskere blir fusjonen av det faste stoffet.
Spesielt kan fusjonen gi vei til dannelsen av tunneler og porene i det faste stoffet. Dette kan demonstreres gjennom et eget eksperiment for barn.
Smelter av faste blandinger og emulsjoner
Isen
Fusjon refererer til smeltingen av et stoff eller en blanding ved varme. Begrepet har imidlertid også vært brukt til å referere til smelting av andre stoffer som ikke strengt klassifiserer som faste stoffer: emulsjoner.
Det ideelle eksempelet ligger i iskrem. De er emulsjoner av frosset vann (og i noen, krystallisert), med luft og fett (melk, krem, kakao, smør, etc.).
Isen smelter eller smelter fordi isen overskrider smeltepunktet, luften begynner å rømme, og væsken ender med å dra resten av komponentene.
Kjemien til iskrem er ekstremt kompleks, og representerer et interessepunkt og nysgjerrighet når man vurderer definisjonen av fusjon.
Søt og salt is
Med hensyn til andre faste blandinger kan man ikke riktig snakke om et smeltepunkt for analytiske formål; det vil si at det ikke er et avgjørende kriterium for å identifisere ett eller flere stoffer. I en blanding, når en komponent smelter, kan de andre oppløses i væskefasen, som er diagonalt motsatt til en fusjon.
For eksempel vil en fast blanding av is-sukker-salt smelte helt så snart isen smelter. Siden sukker og salt er meget løselig i vann, vil det oppløse dem, men det betyr ikke at sukker og salt har smeltet.
eksempler
På kjøkkenet
Noen vanlige eksempler på fusjon finnes i kjøkkenet. Butter, sjokolade, tyggegummi og andre søtsaker smelter hvis de mottar solens varme direkte, eller hvis de er låst i varme områder. Noen søtsaker, som marshmallows, smelter med vilje for å få den beste smaken.
Mange oppskrifter indikerer at en eller flere ingredienser må smelte før de blir tilsatt. Oster, fett og honning (veldig viskøs) er også blant disse ingrediensene.
I ornamentasjoner
For å dekorere visse mellomrom og gjenstander benyttes metaller, glass og keramikk med forskjellige design. Disse prydnadene kan ses på terrassen til en bygning, i krystallene og mosaikkene til noen vegger, eller i artiklene til salgs inne i juvelene.
Alle er sammensatt av materialer som smelter ved svært høye temperaturer, så de må først smelte eller myke til arbeid og gi dem de ønskede skjemaene.
Dette er hvor du arbeider med glødende jern, som smeder gjør i produksjon av våpen, verktøy og andre gjenstander. Fusjonen tillater også oppnåelse av legeringene når man sveiser to eller flere metaller i forskjellige masseproportjoner.
Fra smeltet glass kan du lage dekorative figurer som hester, svaner, menn og kvinner, reiseminner osv..
I naturen
De viktigste eksemplene på fusjon i naturen kan ses i smeltingen av isfjellene; i lava smeltet en blanding av bergarter av den intense varmen inne i vulkanene; og i jordens skorpe, hvor tilstedeværelsen av flytende metaller dominerer, spesielt jern.
Smeltepunkter av de vanligste stoffene
Følgende er en liste over vanlige stoffer med deres respektive smeltepunkter:
-Is, 0ºC
-Parafin, 65,6 ° C
-Sjokolade, 15,6-36,1ºC (merk at det er et temperaturområde, fordi det er sjokolader som smelter ved lavere eller høyere temperaturer)
-Palmitinsyre, 63 ° C
-Agar, 85ºC
-Fosfor, 44ºC
-Aluminium, 658ºC
-Kalsium, 851ºC
-Gull, 1083ºC
-Kobber, 1083ºC
-Jern, 1530ºC
-Merkur, -39ºC (det er flytende ved romtemperatur)
-Metangass, -182ºC
-Etanol, -117ºC
-Grafittkarbon, 4073ºC
-Diamant karbon, 4096ºC
Som det fremgår, har metaller generelt, på grunn av deres metallbindinger, de høyeste smeltepunktene. Kull overvinter dem til tross for at de har kovalente bindinger, men med svært stabile molekylære arrangementer.
Små og apolære molekyler, som metangass og etanol, har ingen interaksjoner som er sterke nok til å forbli i fast tilstand ved romtemperatur.
For resten kan styrken av intermolekylære interaksjoner i det faste stoffet utledes ved å måle dens smeltepunkt. Et fast stoff som støtter brennende temperaturer, må ha en veldig stabil struktur.
Generelt har apolære kovalente faste stoffer lavere smeltepunkt enn polare, ioniske og metalliske kovalente faste stoffer.
Eksperiment for å forklare fusjonen for barn og ungdom
Fargerike iskoder
Dette er kanskje en av de mest kunstneriske og enkle forsøkene for å forklare fusjon til barn. Du trenger:
-Noen retter, på en slik måte at de danner kupler når de fryser vannet i dem
-En stor skuff for å sikre overflaten der du kan smelte isen uten å forårsake ødeleggelse
-Salt (kan være den billigste i markedet)
-Vegetabilske fargestoffer, og en dråpe eller skje for å legge dem til
Når iskulene er blitt oppnådd og plassert på brettet, tilføres en relativt liten mengde salt til overflaten. Den eneste kontakten til saltet med isen, vil føre til vannlevende vann som vil vaske brettet.
Dette skyldes at isen har en høy affinitet for salt, og det oppstår en oppløsning hvis smeltepunkt er lavere enn isen.
Deretter legges et par dråper fargestoff til kuplene. Fargen vil trenge inn i tunnelene til kuppelen og alle porene, som de første konsekvensene av smeltingen. Resultatet er et fargerikt karneval fanget inne i isen.
Til slutt blir fargestoffene blandet i brettens vann, noe som gir et annet visuelt syn til de små tilskuerne.
Termisk skap
Innen et skap med kontrollert temperatur kan en rekke stoffer plasseres i varmebestandige beholdere. Formålet med dette eksperimentet er å vise tenåringer at hvert stoff har sitt eget smeltepunkt.
Hvilke stoffer kan velges? Logisk kan metaller eller salter komme inn i skapet, siden de smelter ved temperaturer over 500 ° C (kabinettet vil smelte).
Derfor kan man velge fra stofflisten de som ikke overstiger 100 ° C, for eksempel: kvikksølv (forutsatt at skapet kan avkjøles under -40 ° C), is, sjokolade, paraffin og palmitinsyre.
Tenåringer (og barn også) ville se kvikksølv bli en metallisk svart væske; og deretter smeltingen av hvit is, sjokolade barer, palmitinsyre og til slutt, paraffin stearinlys.
For å forklare hvorfor paraffin smelter ved høyere temperaturer enn sjokolade, vil det være nødvendig å analysere dets strukturer.
Hvis både parafin og palmitinsyre er organiske forbindelser, bør den førstnevnte bestå av et tyngre molekyl, eller et mer polært molekyl (eller begge på samme tid). Å gi en forklaring på slike observasjoner kan etterlates som lekser til studentene.
referanser
- Van't Hul J. (24. juli 2012). Smeltende isvitenskapsforsøk med salt og flytende akvareller. Hentet fra: artfulparent.com
- Tobin, Declan. (2018). Morsomme fakta om smeltepunkt for barn. Enkel vitenskap for barn. Hentet fra: easyscienceforkids.com
- Sarah. (11. juni 2015). Enkelt vitenskapseksperiment for barn: Hva smelter i solen? Frugal moro for gutter og jenter. Hentet fra: frugalfun4boys.com
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi. (8. utgave). CENGAGE Learning.
- h2g2. (3. oktober 2017). Smeltepunkter av noen vanlige stoffer. Hentet fra: h2g2.com
- Det åpne universitetet. (3. august 2006). Smeltepunkt. Hentet fra: open.edu
- Lumen, kjemi for ikke-majors. (N.d.). Smeltepunkt. Hentet fra: courses.lumenlearning.com
- Gillespie, Claire. (13. april 2018). Hvilke faktorer påvirker smeltepunktet? Sciencing. Hentet fra: sciencing.com