Таяние против растворения
Плавление и растворение теоретически являются физическими и химическими явлениями, но они происходят каждый день прямо на наших глазах. Разве вы не видели, как лед превращается в воду? Разве вы не видели, как заваривается чашка кофе? Ну, это процессы плавления и растворения соответственно, которые мы наблюдаем каждый день. Однако всегда существует тенденция думать, что оба они означают одно и то же, потому что в конце концов что-то превращается в жидкость, как мы наблюдаем.
Таяние
Плавание – это изменение фазы. Существуют 3 основные фазы, в которых может существовать материя. Это твердые, жидкие и газообразные вещества. Когда твердое вещество само становится жидкостью, это явление называется «плавлением» или сплавлением. Чтобы вещество расплавилось, должна быть обеспечена энергия. Эта энергия может подаваться либо в виде тепла, либо в виде давления. Температура, при которой твердое тело превращается в жидкость, называется «температурой плавления». Поскольку фазовый переход находится в равновесии; т. е. может происходить в обоих направлениях, это же «точка замерзания» для обратной реакции.
Что тает? Когда вещество существует в твердом состоянии, оно имеет кристаллическую структуру или очень жесткую структуру. Например, NaCl (соль) существует в решетчатой структуре, где каждый Na+ окружен 6 ионами Cl–, а каждый Cl Ион – окружен 6 ионами Na+. Чтобы это вещество стало жидкостью, эта кристаллическая структура должна разрушиться, и для этого требуется много энергии, что указывает на очень высокую температуру плавления. Вещества, которые можно легко разбить до менее упорядоченного жидкого состояния, имеют более низкую температуру плавления.
Растворение
Растворение, с другой стороны, не является изменением фазы. Это просто, когда вещество смешивается с жидкостью и стабилизируется в жидкой среде. Вещество, которое растворяется, называется «растворенным», а среда, в которой оно растворяется, называется «растворителем», которые вместе составляют «раствор». Что происходит при растворении? Если мы снова возьмем в качестве примера NaCl, то увидим, что его довольно трудно расплавить. Но растворить NaCl, скажем, в воде, сравнительно легко. Это связано с тем, что при разделении ионов Na+ и Cl- в жидкой среде молекулы воды охватывают каждый из них, образуя вокруг них «гидратные сферы». Это стабилизирует их существование в жидкой среде. Как упоминалось ранее, растворение - это не обязательно твердое тело, стабилизированное в жидкости, это может быть другая жидкость или даже газ. При употреблении алкогольных напитков смешиваются с другой жидкой газировкой, где одна жидкость растворяется в другой, а в газировке мы знаем, что в воде растворяется газ CO2.
В чем разница между плавлением и растворением?
• Плавление – это фазовый переход (твердое тело-жидкость), а растворение – нет.
• Чтобы расплавить вещество, энергия должна подаваться либо в виде тепла, либо в виде давления, но для растворения это, как правило, не существенно (для растворения некоторых веществ требуется энергия).
• Чтобы вещество расплавилось, оно должно достичь температуры «плавления», а для растворения такого требования нет.
• Расплавленное вещество – это чистая жидкая форма твердого тела, которое было расплавлено, но раствор всегда представляет собой смесь двух или более веществ.
