Sulamine vs lahustumine
Sulamine ja lahustumine on teoreetiliselt füüsikalised ja keemilised nähtused, kuid need esinevad iga päev otse meie silme all. Kas te pole näinud jää sulamist vette? Kas te pole näinud, kuidas tassi kohvi valmistatakse? Need on vastavalt sulamis- ja lahustumisprotsessid, mille tunnistajaks oleme iga päev. Kuid alati on kalduvus arvata, et mõlemad tähendavad ühte ja sama asja, sest lõpuks on midagi muutunud vedelikuks, nagu me vaatleme.
Sulamine
Sulamine on faasimuutus. On olemas 3 peamist faasi, milles mateeria võib eksisteerida. Need on tahked, vedelad ja gaasilised. Kui tahke aine muutub oma vedelikuks, nimetatakse seda nähtust sulamiseks või sulandumiseks. Aine sulamiseks tuleks anda energiat. Seda energiat saab kas soojuse või rõhuna. Temperatuuri, mille juures tahke aine muutub vedelikuks, nimetatakse sulamistemperatuuriks. Kuna faasimuutus on tasakaalus; st see võib toimuda mõlemal viisil, see on ka pöördreaktsiooni “külmumispunkt”.
Mis sulab? Kui aine eksisteerib tahke ainena, on sellel kristallstruktuur või väga jäik struktuur. Näiteks NaCl (sool) eksisteerib võrestruktuuris, kus iga Na+ on ümbritsetud 6 Cl- ioonid ja iga Cl- iooni ümbritseb 6 Na+ ioonid. Et see aine oleks vedel, peaks selle kristallstruktuur purunema ja see nõuab palju energiat, mis näitab väga kõrget sulamistemperatuuri. Ainetel, mida saab kergesti lõhustuda vähem järjestatud vedelasse olekusse, on madalamad sulamistemperatuurid.
Lahustub
Lahustumine seevastu ei ole faasimuutus. See on lihtne, kui ainet segatakse vedelikuga ja stabiliseeritakse vedelas keskkonnas. Lahustunud ainet nimetatakse lahustunud aineks ja keskkonda, milles see lahustatakse, nimetatakse lahustiks, mis koos moodustab lahuse. Mis juhtub lahutamisel? Kui võtame taas NaCl-i näitena, nägime, et seda on üsna keeruline sulatada. Kuid NaCl lahustamine, näiteks vees, on suhteliselt lihtne. Selle põhjuseks on asjaolu, et kui ioonid Na + ja Cl- vedelas keskkonnas eralduvad, katavad veemolekulid mõlemad, moodustades nende ümber “hüdratsioonisfääre”. See stabiliseerib nende olemasolu vedelas keskkonnas. Nagu varem mainitud, ei pea lahustamine tingimata olema vedelikus stabiliseeritud tahke aine, vaid see võib olla veel üks vedelik või isegi gaas. Alkohoolsete jookide tarbimisel segatakse teise vedela soodaga, kus vedelik lahustatakse teises, ja soodas oleme teadlikud, et CO2 gaas lahustatakse vees.
Mis vahe on sulamisel ja lahustumisel??
• Sulamine on faasimuutus (tahke-vedel), kuid lahustumine mitte.
• Aine sulamiseks tuleks energiat tarnida kas soojuse või rõhuna, kuid selle lahustamiseks ei ole tavaliselt vaja (mõne aine lahustamiseks on vaja energiat).
• Aine sulamiseks peaks see jõudma “sulamistemperatuurini”, kuid lahustamiseks seda nõuet ei ole.
• Sula aine on sulatatud tahke aine puhas vedel vorm, kuid lahus on alati kahe või enama segu.