W tym tekście zobaczymy, jak a wykres zmiana stanu fizycznego do każdego czysta substancja, jak interpretować ten typ diagramu i jak przedstawiany jest wykres mieszanin.
W tym celu rozważmy przykład wody. Wyobraźmy sobie, że bierzemy szklankę lodu o temperaturze –10 ºC i rozpoczynamy proces ogrzewania pod ciśnieniem 1 atm. Wraz ze wzrostem temperatury od -10ºC do -9ºC, do -8ºC itd. lód pozostanie w stanie stałym, dopóki nie osiągnie temperatury 0ºC.
W tym momencie zaczyna przechodzić w stan ciekły, to znaczy zaczyna zachodzić fuzja. Temperatura nie będzie dalej rosła, jak poprzednio, ale pozostanie stała na poziomie 0°C, aż cały lód się roztopi:
Po stopieniu całego ciała stałego temperatura układu będzie nadal rosła, aż do osiągnięcia temperatury 100°C. W tej temperaturze woda, która była w stanie ciekłym, zacznie zmieniać się w stan pary, czyli będzie się gotować.
Tak jak to się stało w punkt fuzji, w punkcie wrzenia temperatura również pozostanie stała, dopóki cała ciecz nie zmieni się w parę. Następnie, jeśli będziemy dalej grzać system, temperatura będzie nadal rosła:
Gotowy! Jest to wykres lub diagram przedstawiający zmianę stanu fizycznego wody lub jej krzywą grzewczą. Gdyby to był proces odwrotny, mielibyśmy następującą krzywą chłodzenia wody:
Bardzo ważnym aspektem tych wykresów jest to, że tworzą je dwa poziomy, to znaczy są dwa punkty, w których temperatura pozostaje przez chwilę stała. Dzieje się tak zawsze przy zmianie stanu czystej substancji. Jedyną różnicą są wartości temperatury topnienia i wrzenia.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Na przykład tlen, w przeciwieństwie do wody, nie jest cieczą, lecz gazem w temperaturze pokojowej (około 20ºC). Dzieje się tak, ponieważ jego temperatura topnienia na poziomie morza wynosi -223,0 °C, a jego temperatura wrzenia to -183,0 °C. Zobacz tabelę zmian stanu fizycznego:
Wspólna grafika mix
Jeśli podgrzewamy lub chłodzimy mieszaninę, temperatura topnienia i wrzenia nie będzie miała wartości określone i stałe, czyli dwa poziomy obserwowane na wykresach nie zostaną utworzone powyżej.
Zmiany stanów fizycznych będą następować w zakresie temperatur, a nie w ustalonej wartości. Na przykład temperatura topnienia zaczyna się w danej temperaturze i kończy w innej, a to samo stanie się z temperaturą wrzenia, jak pokazano na poniższym wykresie:
Dwa wyjątki to mieszaniny eutektyczne i azeotropowe. Zobacz, co się z nimi dzieje:
a) Mieszanina eutektyczna
Mieszanina eutektyczna podczas stapiania zachowuje się tak, jakby była czystą substancją, to znaczy w tym momencie temperatura pozostaje stała od początku do końca zmiany stanu skupienia.
b) mieszanina azeotropowa
Mieszanina azeotropowa zachowuje się podczas wrzenia jak czysta substancja, to znaczy w tym momencie temperatura pozostaje stała od początku do końca zmiany stanu skupienia.
Jennifer Fogaça
Absolwent chemii
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Wykresy zmian stanu fizycznego”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/graficos-mudanca-estado-fisico.htm. Dostęp 28 czerwca 2021 r.
