vloeistoffen

smeltpunt,vriespunt, kookpunt

smeltpunt en vriespunt

zuivere kristallijne vaste stoffen hebben een karakteristiek smeltpunt, de temperatuur waarbij de vaste stof smelt tot vloeistof. De overgang tussen de vaste stof en de vloeistof is zo scherp voor kleine monsters van een zuivere stof dat smeltpunten tot 0,1 oC kunnen worden gemeten. Het smeltpunt van vaste zuurstof is bijvoorbeeld-218,4 oC.

vloeistoffen hebben een karakteristieke temperatuur waarbij ze vaste stoffen worden, bekend als hun vriespunt., In theorie moet het smeltpunt van een vaste stof hetzelfde zijn als het vriespunt van de vloeistof. In de praktijk zijn er kleine verschillen tussen deze factoren.

Het is moeilijk, zo niet onmogelijk, om een vaste stof boven het smeltpunt te verwarmen, omdat de warmte die de vaste stof bij het smeltpunt binnendringt, wordt gebruikt om de vaste stof om te zetten in aliquide. Het is echter mogelijk om sommige vloeistoffen te koelen tot temperaturen onder hun vriespunt zonder een vaste stof te vormen. Wanneer dit gebeurt, wordt gezegd dat de vloeistof onderkoeld is.,

een voorbeeld van een onderkoelde vloeistof kan worden gemaakt door vast natriumacetaattrihydraat (NaCH3CO2 3 H2O) te verhitten. Wanneer deze vaste stof smelt, lost de natriumacetaat op in het water dat gevangen zat in het kristal om een oplossing te vormen.Wanneer de oplossing afkoelt tot kamertemperatuur, moet deze stollen. Als een klein kristal natriumacetaat trihydraat aan de vloeistof wordt toegevoegd, stollen de inhoud van de kolf binnen enkele seconden.,

een vloeistof kan onderkoeld raken doordat de deeltjes in een vaste stof verpakt zijn in een voor die specifieke stof kenmerkende structuur. Sommige van deze soliden vormen zich heel gemakkelijk; andere niet. Sommigen hebben een stofdeeltje nodig,of een zaadkristal, om te fungeren als een plaats waar het kristal kan groeien. Om kristallen van sodiumacetaat trihydraat te vormen, moeten Na + – ionen,CH3CO2-ionen en watermoleculen in de juiste oriëntatie samenkomen., Het is moeilijk voor deze deeltjes om zich te organiseren, maar een zaadkristal kan het kader bieden waarop de juiste opstelling van ionen en watermoleculen kan groeien.

omdat het moeilijk is vaste stoffen te verwarmen tot temperaturen boven hun smeltpunt en omdat zuivere vaste stoffen over een zeer klein temperatuurbereik smelten, worden smeltpunten vaak gebruikt om verbindingen te identificeren. We kunnen onderscheid maken tussen de drie bekende suikers als glucose (MP = 150oC), fructose (MP =103-105oC), en sucrose (MP = 185-186oC), bijvoorbeeld door het bepalen van het smeltpunt van een klein monster.,

metingen van het smeltpunt van een vaste stof kunnen ook informatie verschaffen over de veiligheid van de stof. Zuivere, kristallijne vaste stoffen smelten over een zeer smal bereik van temperaturen, terwijl mengsels smelten over een breed temperatuurbereik. Mengsels hebben ook de neiging om te smelten bij temperaturen onder de smeltpunten van de zuivere vaste stoffen.

kookpunt

wanneer een vloeistof wordt verhit, bereikt deze uiteindelijk een temperatuur waarbij de dampdruk groot genoeg is dat er bellen ontstaan in het lichaam van de vloeistof. Deze temperatuur wordt het kookpunt genoemd., Zodra de vloeistof begint te koken, blijft de temperatuur constant totdat alle vloeistof is omgezet in een gas.

het normale kookpunt van water is 100oC. Maar als je probeert om een ei te koken inkokend water tijdens het kamperen in de Rocky Mountains op een hoogte van 10.000 voet, zul je merken dat het langer duurt voor het ei te koken, omdat het water kookt op slechts 90oCat deze hoogte.

in theorie zou je niet in staat moeten zijn om een vloeistof te verwarmen tot temperaturen boven het normale kookpunt., Voordat magnetrons populair werden, werden echter snelkookpannen gebruikt om de hoeveelheid tijd die nodig was om voedsel te koken te verminderen. In een typische snelkookpan kan water vloeibaar blijven bij temperaturen tot 120oC en kookt voedsel slechts een derde van de normale tijd.

om uit te leggen waarom water kookt bij 90oC in de bergen en 120oC in een snelkookpan, moeten we begrijpen waarom een vloeistof kookt, ook al is het normale kookpunt van water 100oC., Een vloeistof kookt per definitie wanneer de dampdruk van het gas dat uit de vloeistof ontsnapt gelijk is aan de druk die door de omgeving op de vloeistof wordt uitgeoefend, zoals in onderstaande figuur wordt weergegeven.

het normale kookpunt van water is 100oC omdat dit de temperatuur is waarbij de dampdruk van water 760 mmHg is, of 1 atm., Onder normale omstandigheden, wanneerde druk van de atmosfeer ongeveer 760 mmHg is, kookt water op 100oC.At 10.000 voet boven zeeniveau, de druk van de atmosfeer is slechts 526 mmHg. Op deze evenementen kookt water wanneer de dampdruk 526 mmHg is, wat optreedt bij een temperatuur van 90oC.

snelkookpannen zijn uitgerust met een klep die gas laat ontsnappen wanneer de druk aan de zijkant van de pot een vaste waarde overschrijdt. Deze klep is vaak ingesteld op 15 psi, wat betekent dat de waterdamp in de pot een druk van 2 atm moet bereiken voordat deze kan ontsnappen.,Omdat water geen dampdruk van 2 atm bereikt tot de temperatuur 120oC is, kookt het in deze container op 120oC.

vloeistoffen koken vaak op een ongelijke manier,of stoten. Ze hebben de neiging om te stoten wanneer er geen krassen op de wanden van de container waar bellen kunnen vormen. Stoten wordt gemakkelijk voorkomen door het toevoegen van een paar kokende chips aan de vloeistof, die een ruw oppervlak waarop bellen kunnen vormen. Wanneer kokende chips worden gebruikt, vormen in wezen alle bubbels die door de oplossing stijgen zich op het oppervlak van deze chips.