그것이 무엇을 구성하는지에있는 얼어 붙는 지점, 그것과 예제를 계산하는 방법



그 어는점 물질이 액체 - 고체 전이 평형을 겪는 온도이다. 물질에 대해 말할 때, 이것은 화합물, 순수한 원소 또는 혼합물이 될 수 있습니다. 이론적으로, 온도가 절대 영 (0K)으로 감소함에 따라 모든 물질이 얼게된다..

그러나 액체의 동결을 관찰하기 위해 극한의 온도는 필요하지 않습니다. 빙산은 얼어 붙은 물의 가장 명백한 사례 중 하나입니다. 또한이 현상은 액체 질소 욕조 또는 간단한 냉동기를 사용하여 실시간으로 추적 할 수 있습니다.

동결과 응고의 차이점은 무엇입니까? 첫 번째 과정은 온도, 액체의 순도에 크게 의존하며 열역학적 평형이다. 두 번째는 전체 액체가 아니더라도 응고되는 물질의 화학적 조성의 변화와 더 관련이 있습니다 (페이스트).

따라서 동결은 응고입니다. 그러나 그 반대는 항상 사실이 아닙니다. 또한, 응고라는 용어를 버리려면 동일한 물질의 고체와 평형 상태의 액체상이 있어야합니다. 빙산은 이것에 응한다 : 그들은 액체 물에 떠있다..

따라서, 온도의 저하의 결과로서 고상이 형성 될 때 액체의 결빙에 직면한다. 압력은이 물리적 특성에도 영향을 미치지 만, 증기압이 낮은 액체에서는 그 효과가 더 낮습니다.

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  • 1 어는점은 무엇입니까??
    • 1.1 동결 대 용해도
  • 2 계산 방법?
    • 2.1 온도 강하 방정식
  • 3 예
    • 3.1 물
    • 3.2 알코올
    • 3.3 우유
    • 3.4 수은
    • 3.5 가솔린
  • 4 참고

어는점은 무엇입니까??

온도가 떨어지면 분자의 평균 운동 에너지가 감소하고 따라서 속도가 약간 느려집니다. 그들이 액체 속에서 더 천천히 진행됨에 따라, 분자들의 정렬 된 배열을 형성하기에 충분히 상호 작용하는 지점이옵니다; 이것은 큰 결정체가 성장할 첫 번째 고체입니다..

이 첫 번째 고체가 너무 많이 흔들리면 분자가 충분히 조용해질 때까지 온도를 낮추는 것이 필요합니다. 이것이 달성되는 온도는 어는점에 해당합니다. 거기에서 액체 - 고체 평형이 성립된다..

이전 시나리오는 순수한 물질에 대해 발생합니다. 그러나 그들이 그렇지 않다면 어떨까요??

이 경우, 첫 번째 고체의 분자는 외부 분자를 통합해야합니다. 그 결과, 불순한 고체 (또는 고용체)가 형성되며, 이는 형성을위한 빙점보다 낮은 온도를 필요로한다.

우리는 빙점 강하. 더 많은 외부 분자가 있거나 더 정확하게 말하면 불순물이 존재하는 한, 액체는 점점 더 낮은 온도에서 동결 될 것입니다.

동결 대 용해도

두 화합물 A와 B의 혼합물이 주어지면 온도가 떨어지면 A가 얼고 B는 액체로 남아있게됩니다..

이 시나리오는 방금 설명한 것과 유사합니다. A 부분은 아직 고정므로, 그 고액 전이보다도 평형 용해도를 말한다 B.에 용해?

두 가지 설명이 모두 유효합니다. 온도가 떨어지면 A가 B에서 침전되거나 얼어 붙습니다. B에 용해 된 것이 남아 있지 않을 때 모든 A는 침전 될 것입니다. 이것은 A가 완전히 얼어 붙었다 고 말하는 것과 같습니다..

그러나 동결의 관점에서이 현상을 다루는 것이 더 편리합니다. 따라서 A는 낮은 동결 점을 가지고 있기 때문에 먼저 얼고, B는 더 차가운 온도를 필요로합니다.

그러나, 실제로 "얼음 A"는 고체 B가보다 풍부한 조성물 A를 갖는 구성; 그러나 B도 거기에있다. A + B는 균질 혼합물이며, 따라서 고체의 균질성 냉동 전송되기 때문이다.

그것을 계산하는 방법?

물질의 빙점을 어떻게 예측하거나 계산할 수 있습니까? 다른 압력 (1atm과 다른, 주변 압력) 하에서 상기 지점의 대략적인 값을 얻을 수있는 물리 화학적 계산이있다..

그러나, 융합 엔탈피 (Δ퓨스); 융합은 동결의 반대 방향으로 진행되기 때문에.

또한, 동결 점보다 물질 또는 혼합물의 융점을 결정하는 것이 실험적으로 더 쉽습니다. 그들은 동일하게 보일지도 모르지만, 차이점을 보여줍니다.

이전 섹션에서 언급했듯이 불순물의 농도가 높을수록 빙점의 강하가 커집니다. 이것은 또한 다음과 같은 방식으로 말할 수 있습니다 : 혼합물의 고체 몰분율 X가 작을수록 더 낮은 온도에서 동결됩니다.

온도 강하 방정식

다음 방정식은 말한 모든 것을 표현하고 요약합니다.

LnX = - (Δ퓨스/ R) (1 / T - 1 / T º) (1)

여기서 R은 거의 보편적으로 사용되는 이상 기체 상수입니다. T는 정상적인 빙점 (주변 압력에서)이고, T는 고체가 몰 분율 X에서 동결 될 온도입니다.

이 방정식과 일련의 단순화를 통해 다음과 같이보다 잘 알 수 있습니다.

ΔTc = KFm (2)

여기서 m은 용질이나 불순물의 몰랄 (molarality)이고, K는F 용매 또는 액체 성분의 청동경 상수.

예제들

다음은 일부 물질의 동결에 대한 간략한 설명입니다.

물

물은 0ºC 정도에서 얼게됩니다. 그러나이 값은 용질이 용해되어 있으면 감소 할 수 있습니다. to say, 소금이나 설탕.

용해 된 용질의 양에 따라, 그것은 다른 m-molality를 갖는다; m을 증가시킬 때, X를 감소시키고, 그 값은 방정식 (1)에서 대체 될 수 있고 따라서 T.

냉동실에 연화 된 물 (또는 수성 음료)와 물 유리를 도입 한 경우, 예를 들어, 물 유리는 먼저 동결. 그들의 결정은 포도당 분자, 이온, 또는 다른 종의 방해없이 빠르게 형성하기 때문이다.

냉동실에 한 잔의 바닷물을 넣으면 똑같은 일이 일어날 것입니다. 이제 바닷물이 들어간 유리는 청량 음료수로 된 유리보다 먼저 얼거나 동결되지 않을 수 있습니다. 그 차이는 용질의 양에 달려있다. 화학적 성질이 아닌.

이 이유 때문에 Tc (동결 온도)의 감소는 colligative 속성입니다.

알콜

알콜은 액상의 물보다 추운 온도에서 얼게됩니다. 예를 들어, 에탄올은 -114 ℃ 부근에서 얼게됩니다. 그것이 물 및 다른 성분과 섞인 경우에, 어는점에있는 증가가있을 것이다.

왜? 물, 액체 물질 및 알코올과 혼합되기 때문에 훨씬 더 높은 온도 (0ºC)에서 얼 수 있으므로,.

물로 안경을 끼고 냉장고로 돌아가서 이번에 알코올 음료를 마신 경우, 이것이 마지막으로 얼어 붙을 것입니다. 에틸 그레이드가 높을수록 냉동실에서 음료를 얼려야합니다. 이런 이유로 테킬라와 같은 음료는 얼기가 더 어렵습니다..

우유

우유는 물 유당, 칼슘 인산염과 지방 분산을 기반 물질 및 기타 리포 단백질이다.

물에 더 잘 녹는 성분은 성분과 함께 동결 점이 얼마나 달라질지를 결정하는 성분입니다.

평균적으로, 우유는 -0.54ºC 주위 온도 그러나 -0.50 물의 비율에 따라 -0.56 범위에서 동결된다. 그래서, 우유가 오염되었는지 알 수 있습니다. 볼 수 있듯이, 우유 한 잔 물 유리와 거의 동등한 동결.

같은 온도에서 모든 우유가 동결되는 것은 아닙니다. 왜냐하면 그 성분 또한 동물의 출처에 달려 있기 때문입니다..

수은

수은은 실온에서 액체 형태의 유일한 금속입니다. 이를 동결시키기 위해서는 온도를 -38.83ºC로 내릴 필요가 있습니다. 그리고 이번에는 끔찍한 사고로 이어질 수 있으므로 그것을 유리에 부어 냉장고에 담는 아이디어를 피할 것입니다.

알코올 전에는 수은이 얼어 붙습니다. 이것은 수은 결정이 금속 결합에 의해 연결된 원자로 구성되어 있기 때문에 수은 결정이 덜 진동한다는 사실 때문일 수 있습니다. 에탄올에서는 CH 분자이다.3CH2상대적으로 가벼운 OH는 천천히 수용되어야합니다..

가솔린

모든 빙점 예 중 가솔린은 가장 복잡합니다. 우유와 마찬가지로 그것은 혼합물입니다. 그러나 그것의 기초는 물이 아니라 몇개의 탄화수소 그룹으로 구성되어있다. 일부 작은 분자 및 다른 큰 분자.

증기압이 낮은 탄화수소가 먼저 얼어 붙습니다. 휘발유 가루가 액체 질소에 둘러싸여 있어도 나머지는 액체 상태로 유지됩니다. 제대로 "휘발유 얼음"을 형성하지는 않지만 노란색 - 녹색 색조의 젤.

가솔린을 완전히 얼리려면 온도를 -200ºC로 식히는 것이 필요할 수 있습니다. 이 온도에서는 혼합물의 모든 성분이 동결 될 것이기 때문에 가솔린이 형성 될 가능성이있다. 즉, 고체와의 평형 상태에서 더 이상 액상이 존재하지 않게된다..

참고 문헌

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