Liquidi

Punto di fusione, punto di congelamento, punto di ebollizione

Punto di fusione e punto di congelamento

I solidi puri e cristallini hanno un punto di fusione caratteristico, la temperatura in cui il solido si scioglie per diventare un liquido. La transizione tra il solido e il liquido è così nitida per piccoli campioni di una sostanza pura che i punti di fusione possono essere misurati a 0,1 oC. Il punto di fusione dell’ossigeno solido, ad esempio, è-218,4 oC.

I liquidi hanno una temperatura caratteristica alla quale si trasformano in solidi, nota comeil loro punto di congelamento., In teoria, il punto di fusione di un solido dovrebbe esserelo stesso del punto di congelamento del liquido. In pratica, piccole differenze tra questile quantità possono essere osservate.

È difficile, se non impossibile, riscaldare un solido al di sopra del suo punto di fusione perché il calore che entra nel solido al suo punto di fusione viene utilizzato per convertire il solido in aliquido. È possibile, tuttavia, raffreddare alcuni liquidi a temperature inferiori ai loro punti di congelamento senza formare un solido. Quando questo è fatto, si dice che il liquido sia supercooled.,

Un esempio di liquido supercooled può essere fatto riscaldando acetatetriidrato di sodio solido (NaCH3CO2 3 H2O). Quando questo solido si scioglie, l’acetato di sodio si dissolve nell’acqua che è stata intrappolata nel cristallo per formare una soluzione.Quando la soluzione si raffredda a temperatura ambiente, dovrebbe solidificarsi. Ma spesso non lo fa. If Un piccolo cristallo di sodio acetato triidrato viene aggiunto al liquido, tuttavia, il contenuto del pallone si solidifica in pochi secondi.,

Un liquido può diventare supercooled perché le particelle in un solido sono imballate nella struttura aregular che è caratteristica di quella sostanza particolare. Alcuni di questisolidi si formano molto facilmente; altri no. Alcuni hanno bisogno di una particella di polvere, o di un cristallo di semi,per agire come un sito su cui il cristallo può crescere. Per formare cristalli di sodioacetato triidrato, ioni Na+, ioni CH3CO2 e molecole d’acqua devono riunirsi nell’orientamento corretto., È difficile per queste particelle organizzarsi, ma un cristallo di semi può fornire la struttura su cui può crescere la corretta disposizione degli ioni e delle molecole d’acqua.

Poiché è difficile riscaldare i solidi a temperature superiori ai loro punti di fusione, e poiché i solidi puri tendono a fondersi su un intervallo di temperature molto ridotto, i punti di fusione vengono spesso utilizzati per aiutare a identificare i composti. Possiamo distinguere tra i tre zuccheri noticome glucosio (MP = 150oC), fruttosio (MP =103-105oC) e saccarosio (MP = 185-186oC), ad esempio, determinando il punto di fusione di un piccolo campione.,

Le misurazioni del punto di fusione di un solido possono anche fornire informazioni sulla purezza della sostanza. I solidi puri e cristallini si sciolgono su un intervallo molto ristretto di temperature, mentre le miscele si sciolgono su un ampio intervallo di temperature. Le miscele tendono anche a fondersi a temperature inferiori ai punti di fusione dei solidi puri.

Punto di ebollizione

Quando un liquido viene riscaldato, alla fine raggiunge una temperatura alla quale la pressione del vapore è abbastanza grande da formare bolle all’interno del corpo del liquido. Questa temperaturaè chiamato il punto di ebollizione., Una volta che il liquido inizia a bollire, iltemperatura rimane costante fino a quando tutto il liquido è stato convertito in un gas.

Il normale punto di ebollizione dell’acqua è 100oC. Ma se Lei prova a cucinare un’acqua di inboiling di uovo mentre campeggia nelle Montagne Rocciose ad un’elevazione di 10.000 piedi, youwill trovano che prende più lungo per l’uovo cucinare perché l’acqua bolle a solo 90oCat questa elevazione.

In teoria, non dovresti essere in grado di riscaldare un liquido a temperature superiori al suo punto di ebollizione normale., Prima che i forni a microonde diventassero popolari, tuttavia, venivano utilizzate pentole a pressureper ridurre la quantità di tempo necessaria per cucinare il cibo. In una tipica pentola a pressione, watercan rimanere un liquido a temperature fino a 120oC, e il cibo cuoce in aslittle come un terzo del tempo normale.

Per spiegare perché l’acqua bolle a 90oC in montagna e 120oc in una pentola a pressione, anche se il normale punto di ebollizione dell’acqua è 100oC, dobbiamo capire perché un liquido bolle., Per definizione, un liquido bolle quando la vaporepressione del gas che fuoriesce dal liquido è uguale alla pressione esercitata sul liquido dai suoi dintorni, come mostrato nella figura seguente.

Il normale punto di ebollizione dell’acqua è 100oC perché questa è la temperatura in cui la pressione di vapore dell’acqua è 760 mmHg o 1 atm., In condizioni normali, quandola pressione dell’atmosfera è di circa 760 mmHg, l’acqua bolle a 100oC.At 10.000 piedi sopra il livello del mare, la pressione dell’atmosfera è solo 526 mmHg. A theseelevations, l’acqua bolle quando la sua pressione di vapore è 526 mmHg, che succede ad una temperatureof 90oC.

Le pentole a pressione sono dotate di una valvola che consente la fuoriuscita del gas quando la pressione all’interno della pentola supera un valore fisso. Questa valvola è spesso impostata a 15 psi, il che significa che il vapore acqueo all’interno della pentola deve raggiungere una pressione di 2 atm prima che possa fuoriuscire.,Poiché l’acqua non raggiunge una pressione di vapore di 2 atm fino a quando la temperatura è 120oC, bolle in questo contenitore a 120oC.

I liquidi spesso bollono in modo irregolare o urtano. Essi tendono a urtare quando therearen’t eventuali graffi sulle pareti del contenitore dove bolle possono formare. Urtando iseasily impedito aggiungendo alcuni chip bollenti al liquido, che forniscono un roughsurface su cui le bolle possono formarsi. Quando si usano i chip bollenti, essenzialmente tutti ilbolle che salgono attraverso la soluzione si formano sulla superficie di questi chip.