Το σημείο κατάψυξης είναι αυτό στο οποίο ένα υγρό μετατρέπεται σε στερεά ποιο αποτέλεσμα μπορεί να αλλάξει το σημείο κατάψυξης;
Παράγοντες που επηρεάζουν το σημείο κατάψυξης:
* Πίεση:
* Γενικά: Η αύξηση της πίεσης συνήθως * αυξάνει * το σημείο κατάψυξης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η πίεση ευνοεί την πυκνότερη κατάσταση (στερεά) πάνω από την λιγότερο πυκνή κατάσταση (υγρό).
* Το νερό είναι μια εξαίρεση: Το νερό είναι ασυνήθιστο. Η αύξηση της πίεσης στο υγρό νερό στην πραγματικότητα * μειώνει * το σημείο κατάψυξης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο πάγος είναι λιγότερο πυκνός από το νερό, οπότε η πίεση ευνοεί την υγρή κατάσταση.
* ακαθαρσίες:
* Διαλυμένες διαλυμένες ουσίες: Η προσθήκη ακαθαρσιών (όπως το αλάτι, η ζάχαρη ή άλλες διαλυμένες ουσίες) σε ένα υγρό * μειώνει το σημείο κατάψυξης. Αυτό είναι γνωστό ως κατάθλιψη σημείων κατάψυξης. Όσο περισσότερες ακαθαρσίες, τόσο μεγαλύτερη είναι η κατάθλιψη.
* Ανασταλμένα σωματίδια: Η παρουσία αιωρούμενων σωματιδίων (όπως η βρωμιά ή η άμμος) μπορεί να έχει μικρή επίδραση στο σημείο κατάψυξης, αλλά είναι συνήθως λιγότερο σημαντική από τις διαλυμένες ακαθαρσίες.
* Διαμοριακές δυνάμεις:
* Ισχυρότερες δυνάμεις: Τα υγρά με ισχυρότερες διαμοριακές δυνάμεις (όπως η δέσμευση υδρογόνου) τείνουν να έχουν * υψηλότερα σημεία κατάψυξης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι απαιτείται περισσότερη ενέργεια για να χωρίσει τα ισχυρά αξιοθέατα μεταξύ των μορίων για να σχηματίσουν ένα στερεό.
* ασθενέστερες δυνάμεις: Τα υγρά με ασθενέστερες διαμοριακές δυνάμεις (όπως οι δυνάμεις van der Waals) έχουν * χαμηλότερα σημεία κατάψυξης.
* Μοριακή δομή:
* Το μέγεθος, το σχήμα και η συμμετρία των μορίων μπορούν να επηρεάσουν τον τρόπο με τον οποίο συσκευάζονται μαζί σε ένα στερεό. Αυτό μπορεί να επηρεάσει το σημείο κατάψυξης, καθιστώντας το υψηλότερο ή χαμηλότερο ανάλογα με τη συγκεκριμένη δομή.
Παράδειγμα:
Ας εξετάσουμε το νερό:
* καθαρό νερό: Παγώνει στους 0 ° C (32 ° F) σε τυπική ατμοσφαιρική πίεση.
* αλμυρό νερό: Η προσθήκη αλατιού (NaCl) μειώνει το σημείο κατάψυξης κάτω από 0 ° C. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο χρησιμοποιούμε αλάτι για να λιώσουμε τον πάγο στους δρόμους το χειμώνα.
Συνοπτικά:
Το σημείο κατάψυξης ενός υγρού είναι μια πολύπλοκη ιδιότητα που επηρεάζεται από παράγοντες όπως η πίεση, οι ακαθαρσίες, οι διαμοριακές δυνάμεις και η μοριακή δομή. Η κατανόηση αυτών των παραγόντων μας επιτρέπει να προβλέψουμε και να χειρίζονται σημεία κατάψυξης για διάφορες εφαρμογές.
