Chia sẻ:
Hợp nhất trong những gì nó bao gồm, ví dụ và thử nghiệm
các hợp nhất đó là sự thay đổi trạng thái từ rắn sang lỏng đối với một chất trong phạm vi nhiệt độ. Nếu chất có độ tinh khiết cao, lề tương ứng với nhiệt độ cụ thể: điểm nóng chảy. Và khi có một mức độ tạp chất nhất định, điểm nóng chảy được biểu thị bằng một phạm vi (ví dụ: 120-122ºC).
Đây là một trong những quá trình vật lý phổ biến nhất trong tự nhiên. Các chất rắn hấp thụ nhiệt và tăng nhiệt độ cho đến khi những giọt chất lỏng đầu tiên bắt đầu hình thành. Sau đó, các giọt khác theo sau đầu tiên, và trong khi tất cả các chất rắn không tan chảy, nhiệt độ của nó không đổi.
Tại sao? Bởi vì tất cả nhiệt được tiêu thụ để tạo ra nhiều chất lỏng hơn, thay vì làm nóng cái sau. Do đó, chất rắn và chất lỏng có cùng nhiệt độ và cùng tồn tại ở trạng thái cân bằng. Nếu nguồn cung cấp nhiệt không đổi, sự cân bằng cuối cùng sẽ chuyển sang sự hình thành hoàn toàn của chất lỏng.
Vì lý do này, khi một nhũ đá băng bắt đầu tan chảy vào mùa xuân, một khi sự thay đổi trạng thái đã bắt đầu, nó sẽ không kết thúc cho đến khi nó biến thành nước lỏng. Trong hình ảnh trên có thể thấy rằng ngay cả các tinh thể băng trôi nổi bên trong một giọt treo.
Việc xác định điểm nóng chảy của một chất chưa biết là một thử nghiệm tuyệt vời để xác định nó (miễn là nó không chứa nhiều tạp chất).
Nó cũng cho thấy mức độ tương tác giữa các phân tử tạo nên chất rắn mạnh đến mức nào; trong khi thành lập ở nhiệt độ cao, lực liên phân tử của nó sẽ càng mạnh.
Chỉ số
- 1 sáp nhập bao gồm những gì??
- 1.1 Tan chảy hỗn hợp rắn và nhũ tương
- 2 ví dụ
- 2.1 Trong bếp
- 2.2 Trong trang trí
- 2.3 Trong tự nhiên
- 3 điểm kết hợp của các chất phổ biến nhất
- 4 Thí nghiệm để giải thích sự hợp nhất cho trẻ em và thanh thiếu niên
- 4.1 Mái vòm băng đầy màu sắc
- 4.2 Tủ nhiệt
- 5 tài liệu tham khảo
Việc sáp nhập bao gồm những gì??
Phản ứng tổng hợp bao gồm sự thay đổi trạng thái từ rắn sang lỏng. Các phân tử hoặc nguyên tử trong chất lỏng có năng lượng trung bình cao hơn, vì chúng di chuyển, rung và xoay với tốc độ cao hơn. Điều này dẫn đến sự gia tăng không gian liên phân tử và do đó, tăng thể tích (mặc dù điều này không xảy ra với nước).
Vì trong chất rắn, các phân tử được sắp xếp gọn hơn, chúng thiếu các quyền tự do trong chuyển động và chúng có năng lượng trung bình thấp hơn. Để quá trình chuyển đổi chất lỏng rắn xảy ra, các phân tử hoặc nguyên tử của chất rắn phải rung động ở tốc độ cao hơn bằng cách hấp thụ nhiệt.
Khi chúng rung động, chúng tách ra một tập hợp các phân tử kết hợp lại với nhau để tạo thành giọt đầu tiên. Và như vậy, phản ứng tổng hợp không gì khác hơn là sự tan chảy của chất rắn gây ra bởi tác động của nhiệt. Nhiệt độ càng cao, phản ứng tổng hợp của chất rắn càng nhanh.
Đặc biệt, phản ứng tổng hợp có thể nhường chỗ cho sự hình thành các đường hầm và lỗ chân lông bên trong vật rắn. Điều này có thể được chứng minh thông qua một thí nghiệm dành riêng cho trẻ em.
Tan chảy hỗn hợp rắn và nhũ tương
Kem
Fusion là sự nóng chảy của một chất hoặc hỗn hợp bằng nhiệt. Tuy nhiên, thuật ngữ này cũng được sử dụng để chỉ sự tan chảy của các chất khác không được phân loại nghiêm ngặt là chất rắn: nhũ tương.
Ví dụ lý tưởng nằm trong kem. Chúng là các nhũ tương của nước đóng băng (và trong một số, được kết tinh), với không khí và chất béo (sữa, kem, ca cao, bơ, v.v.).
Kem tan chảy hoặc tan chảy vì băng vượt quá điểm nóng chảy của nó, không khí bắt đầu thoát ra và chất lỏng kết thúc kéo phần còn lại của các thành phần của nó.
Hóa học của kem là vô cùng phức tạp, và đại diện cho một điểm quan tâm và tò mò khi xem xét định nghĩa của phản ứng tổng hợp.
Đá ngọt và mặn
Đối với các hỗn hợp rắn khác, người ta không thể nói chính xác về điểm nóng chảy cho mục đích phân tích; đó không phải là một tiêu chí quyết định để xác định một hoặc một số chất. Trong một hỗn hợp, khi một thành phần tan chảy, các thành phần khác có thể hòa tan trong pha lỏng, đối diện chéo với một phản ứng tổng hợp.
Ví dụ, một hỗn hợp rắn của đường-muối-muối sẽ tan chảy hoàn toàn ngay khi băng tan. Vì đường và muối rất hòa tan trong nước, nó sẽ hòa tan chúng, nhưng điều đó không có nghĩa là đường và muối đã tan chảy.
Ví dụ
Trong bếp
Một số ví dụ phổ biến của phản ứng tổng hợp có thể được tìm thấy trong nhà bếp. Butters, sôcôla, kẹo cao su và đồ ngọt khác tan chảy nếu chúng nhận được nhiệt trực tiếp của mặt trời hoặc nếu chúng bị khóa trong không gian nóng. Một số đồ ngọt, như kẹo dẻo, được nấu chảy một cách có chủ ý để thưởng thức tốt nhất hương vị của chúng.
Nhiều công thức nấu ăn chỉ ra rằng một hoặc nhiều thành phần trước tiên phải tan chảy trước khi được thêm vào. Phô mai, chất béo và mật ong (rất nhớt) cũng nằm trong số những thành phần này.
Trong trang trí
Để trang trí không gian và đồ vật nhất định được sử dụng kim loại, thủy tinh và gốm sứ với các thiết kế khác nhau. Những vật trang trí này có thể được nhìn thấy trên sân thượng của một tòa nhà, trong các tinh thể và khảm của một số bức tường, hoặc trong các vật phẩm được bán bên trong đồ trang sức.
Tất cả đều được cấu tạo từ các vật liệu nóng chảy ở nhiệt độ rất cao, vì vậy trước tiên chúng phải tan chảy hoặc làm mềm để hoạt động và cung cấp cho chúng các dạng mong muốn.
Đây là nơi bạn làm việc với sắt sợi đốt, như thợ rèn làm trong việc chế tạo vũ khí, công cụ và các vật thể khác. Ngoài ra, phản ứng tổng hợp cho phép thu được các hợp kim khi hàn hai hoặc nhiều kim loại ở các tỷ lệ khối lượng khác nhau.
Từ thủy tinh nóng chảy, bạn có thể tạo ra các hình trang trí như ngựa, thiên nga, nam và nữ, ký ức du lịch, v.v..
Trong tự nhiên
Các ví dụ chính của phản ứng tổng hợp trong tự nhiên có thể được nhìn thấy trong sự tan chảy của các tảng băng trôi; trong dung nham, một hỗn hợp đá tan chảy bởi sức nóng dữ dội bên trong núi lửa; và trong lớp vỏ của hành tinh, nơi mà sự hiện diện của kim loại lỏng chiếm ưu thế, đặc biệt là sắt.
Điểm nóng chảy của hầu hết các chất phổ biến
Sau đây là danh sách các chất phổ biến với điểm nóng chảy tương ứng của chúng:
-Băng, 0 CC
-Paraffin, 65,6 ° C
-Sôcôla, 15,6-36,1 CC (lưu ý rằng đó là phạm vi nhiệt độ, vì có sôcôla tan chảy ở nhiệt độ thấp hơn hoặc cao hơn)
-Axit palmitic, 63 ° C
-Agar, 85 CC
-Photpho, 44 CC
-Nhôm, 658ºC
-Canxi, 851ºC
-Vàng, 1083ºC
-Đồng, 1083ºC
-Sắt, 1530ºC
-Thủy ngân, -39ºC (nó ở dạng lỏng ở nhiệt độ phòng)
-Khí metan, -182ºC
-Ethanol, -117ºC
-Than chì than chì, 4073ºC
-Kim cương carbon, 4096ºC
Có thể thấy, kim loại nói chung, do liên kết kim loại của chúng, có điểm nóng chảy cao nhất. Tuy nhiên, than vượt qua chúng mặc dù có liên kết cộng hóa trị, nhưng với sự sắp xếp phân tử rất ổn định.
Các phân tử nhỏ và cực, như khí metan và ethanol, không có tương tác đủ mạnh để duy trì ở trạng thái rắn ở nhiệt độ phòng.
Đối với phần còn lại, sức mạnh của các tương tác liên phân tử trong chất rắn có thể được suy ra bằng cách đo điểm nóng chảy của nó. Một chất rắn hỗ trợ nhiệt độ thiêu đốt, phải có cấu trúc rất ổn định.
Nhìn chung, chất rắn cộng hóa trị có cực có điểm nóng chảy thấp hơn chất rắn cộng hóa trị có cực, ion và kim loại.
Thí nghiệm giải thích sự hợp nhất cho trẻ em và thanh thiếu niên
Mái vòm băng đầy màu sắc
Đây có lẽ là một trong những thí nghiệm nghệ thuật và đơn giản nhất để giải thích sự hợp nhất với trẻ em. Bạn cần:
-Một số món ăn, theo cách mà khi đóng băng nước trong chúng, chúng tạo thành mái vòm
-Một khay lớn để đảm bảo một bề mặt nơi bạn có thể làm tan băng mà không gây ra sự tàn phá
-Muối (có thể rẻ nhất trên thị trường)
-Thuốc nhuộm thực vật, và một ống nhỏ giọt hoặc muỗng để thêm chúng
Khi các vòm băng đã được lấy và đặt trên khay, một lượng muối tương đối nhỏ được thêm vào bề mặt của chúng. Sự tiếp xúc duy nhất của muối với băng, sẽ gây ra những dòng nước làm ướt khay.
Điều này là do băng có ái lực cao với muối và sự hòa tan xảy ra với điểm nóng chảy thấp hơn băng.
Tiếp theo, một vài giọt thuốc nhuộm được thêm vào vòm. Màu sắc sẽ xuyên qua các đường hầm của mái vòm và tất cả các lỗ chân lông của nó, như là hậu quả đầu tiên của sự tan chảy của nó. Kết quả là một lễ hội đầy màu sắc bị mắc kẹt bên trong băng.
Cuối cùng, thuốc nhuộm sẽ được trộn trong nước của khay, tạo ra một cảnh tượng thị giác khác cho những khán giả nhỏ.
Tủ nhiệt
Trong tủ có nhiệt độ được kiểm soát, một loạt các chất có thể được đặt trong các thùng chứa chịu nhiệt. Mục đích của thí nghiệm này là để cho thanh thiếu niên thấy rằng mỗi chất có điểm nóng chảy riêng.
Những chất nào có thể được chọn? Theo logic, kim loại hoặc muối có thể xâm nhập vào tủ, vì chúng nóng chảy ở nhiệt độ trên 500 ° C (tủ sẽ tan chảy).
Do đó, từ danh sách các chất có thể được chọn, những chất không vượt quá 100 ° C, ví dụ: thủy ngân (giả sử rằng tủ có thể được làm lạnh dưới -40 ° C), nước đá, sô cô la, parafin và axit palmitic.
Thanh thiếu niên (và cả trẻ em nữa) sẽ xem thủy ngân biến thành chất lỏng màu đen kim loại; và sau đó là sự tan chảy của băng trắng, thanh sô cô la, axit palmitic và cuối cùng là nến parafin.
Để giải thích tại sao parafin tan chảy ở nhiệt độ cao hơn sô cô la, cần phải phân tích cấu trúc của nó.
Nếu cả parafin và axit palmitic là các hợp chất hữu cơ, thì trước đây nên bao gồm một phân tử nặng hơn hoặc một phân tử phân cực hơn (hoặc cả hai cùng một lúc). Đưa ra một lời giải thích về những quan sát như vậy có thể được để lại như bài tập về nhà cho học sinh.
Tài liệu tham khảo
- Van't Hul J. (ngày 24 tháng 7 năm 2012). Thí nghiệm khoa học băng tan chảy với muối và màu nước lỏng. Lấy từ: artfulparent.com
- Tobin, Declan. (2018). Sự thật thú vị về điểm nóng chảy cho trẻ em. Khoa học dễ dàng cho trẻ em. Lấy từ: Easyscienceforkids.com
- Sarah. (Ngày 11 tháng 6 năm 2015). Thí nghiệm khoa học đơn giản cho trẻ em: Điều gì tan chảy trong ánh mặt trời? Vui vẻ thanh đạm cho bé trai và bé gái. Lấy từ: frugalfun4boys.com
- Whites, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học (Tái bản lần thứ 8). Học tập.
- h2g2. (Ngày 3 tháng 10 năm 2017). Điểm nóng chảy của một số chất phổ biến. Lấy từ: h2g2.com
- Đại học mở. (Ngày 3 tháng 8 năm 2006). Điểm nóng chảy. Lấy từ: open.edu
- Lumen, Hóa học cho người không chuyên. (s.f.). Điểm nóng chảy. Lấy từ: khóa học.lumenlearning.com
- Cô dâu, Claire. (Ngày 13 tháng 4 năm 2018). Những yếu tố ảnh hưởng đến điểm nóng chảy? Kinh dị. Lấy từ: sciences.com