퓨전 : 구성 요소, 예제 및 실험 - 화학

융합 온도 범위의 물질의 고체에서 액체로 상태의 변화이다. 물질의 순도가 높은 경우 범위는 특정 온도 인 융점에 해당합니다. 그리고 어느 정도의 불순물이있을 때 융점은 범위 (예 : 120-122 ° C)로 표시됩니다.

자연에서 가장 일반적인 물리적 과정 중 하나입니다. 고체는 열을 흡수하고 액체의 첫 방울이 형성되기 시작할 때까지 온도를 올립니다. 그런 다음 다른 방울이 첫 번째 방울을 따르고 모든 고체가 녹지 않는 한 온도가 일정하게 유지됩니다.

출처 : Pixabay

왜? 후자를 가열하는 대신 더 많은 액체를 생산하기 위해 모든 열이 소비되기 때문입니다. 따라서 고체와 액체는 동일한 온도를 가지며 평형 상태로 공존합니다. 열 공급이 일정하면 평형은 액체의 완전한 형성으로 이동합니다.

이런 이유로 얼음 종유석이 봄에 녹기 시작하면 일단 상태가 변하기 시작하면 액체로 변할 때까지 끝나지 않습니다. 위의 이미지에서 얼음 결정조차 매달려있는 물방울 안에 떠있는 것을 볼 수 있습니다.

알 수없는 물질의 녹는 점을 측정하는 것은 (불순물을 많이 포함하지 않는 한)이를 식별하기위한 훌륭한 테스트입니다.

또한 고체를 구성하는 분자들 사이의 상호 작용이 얼마나 강한지도 보여줍니다. 더 높은 온도에서 녹을수록 분자간 힘이 강해집니다.

합병이란 무엇입니까?

융합은 고체에서 액체로의 상태 변화로 구성됩니다. 액체의 분자 또는 원자는 더 빠른 속도로 움직이고, 진동하고, 회전 할 때 평균 에너지가 더 높습니다. 결과적으로 이것은 분자간 공간을 증가시켜 부피를 증가시킵니다 (물의 경우는 아니지만).

고체에서와 같이 분자는 더 조밀하게 배열되어 있고, 움직임의 자유가 부족하고 평균 에너지가 더 낮습니다. 고체-액체 전이가 일어나기 위해서는 고체의 분자 나 원자가 열을 흡수하여 더 빠른 속도로 진동해야합니다.

진동 할 때 분자 세트가 분리되어 함께 모여 첫 번째 방울을 형성합니다. 따라서 융합은 열의 영향으로 고체가 녹는 것에 지나지 않습니다. 온도가 높을수록 고체가 더 빨리 녹습니다.

특히, 융합은 고체 내에 터널과 기공을 형성 할 수 있습니다. 이는 어린이 전용 실험을 통해 입증 될 수 있습니다.

고체 혼합물 및 에멀젼의 용융

출처 : Pixabay

아이스크림

용융은 물질 또는 혼합물의 열 용융을 의미합니다. 그러나이 용어는 고체로 엄격하게 분류되지 않는 다른 물질 인 에멀젼의 용융을 가리키는데도 사용되었습니다.

이상적인 예는 아이스크림입니다. 그들은 공기와 지방 (우유, 크림, 코코아, 버터 등)과 함께 얼어 붙은 물 (그리고 일부는 결정화 됨)의 에멀젼입니다.

얼음이 녹는 점을 초과하고 공기가 빠져 나가기 시작하고 액체가 나머지 성분을 끌기 때문에 아이스크림이 녹거나 녹습니다.

아이스크림의 화학은 매우 복잡하며 융합의 정의를 고려할 때 흥미로운 점과 호기심을 나타냅니다.

달콤하고 짠 얼음

다른 고체 혼합물과 관련하여 분석 목적으로 융점을 적절하게 말할 수 없습니다. 즉, 하나 이상의 물질을 식별하는 데 결정적인 기준이 아닙니다. 혼합물에서 한 성분이 녹을 때 다른 성분은 액체 상태에 용해 될 수 있으며, 이는 용해와 대각선 반대입니다.

예를 들어, 얼음이 녹기 시작하면 고체 얼음-설탕-소금 혼합물이 완전히 녹습니다. 설탕과 소금은 물에 잘 녹기 때문에 용해되지만 설탕과 소금이 녹았다는 의미는 아닙니다.

예

부엌에서

융합의 몇 가지 일반적인 예는 부엌에서 찾을 수 있습니다. 버터, 초콜릿, 츄잉껌 및 기타 과자는 태양으로부터 직접 열을 받거나 뜨거운 공간에 가두면 녹습니다. 마시멜로와 같은 일부 사탕은 맛을 최대한 즐기기 위해 의도적으로 녹입니다.

많은 레시피에 따르면 하나 이상의 재료를 먼저 녹여서 첨가해야합니다. 치즈, 지방 및 꿀 (매우 점성)도 이러한 성분 중 하나입니다.

장식에서

특정 공간과 사물을 장식하기 위해 다른 디자인의 금속, 유리 및 세라믹이 사용됩니다. 이러한 장식은 건물의 테라스, 일부 벽의 유리 및 모자이크 또는 보석상에서 판매되는 품목에서 볼 수 있습니다.

모두 매우 높은 온도에서 녹는 재료로 구성되어 있기 때문에 먼저 녹이거나 부드러워 야 작업하고 원하는 모양을 얻을 수 있습니다.

대장장이가 무기, 도구 및 기타 물건을 제조하는 것처럼 백열등이 작동하는 곳은 바로 여기입니다. 마찬가지로 융합은 서로 다른 질량 비율로 두 개 이상의 금속을 용접하여 합금을 얻을 수 있습니다.

녹은 유리에서 말, 백조, 남녀, 여행 기념품 등과 같은 장식적인 인물을 만들 수 있습니다.

자연 속에서

자연에서 녹는 주요 예는 빙산이 녹는 것에서 볼 수 있습니다. 용암에서는 화산 내부의 강렬한 열에 의해 녹은 암석이 섞여 있습니다. 그리고 액체 금속, 특히 철의 존재가 우세한 행성의 지각에서.

가장 일반적인 물질의 융점

각각의 융점이있는 일련의 일반적인 물질은 다음과 같습니다.

-얼음, 0ºC

-파라핀, 65.6ºC

-초콜릿, 15.6 ~ 36.1ºC

-팔 미트 산, 63ºC

-한천, 85ºC

-인, 44ºC

-알루미늄, 658ºC

-칼슘, 851ºC

-금, 1083ºC

-구리, 1083ºC

-철, 1530ºC

– 수은, -39ºC (실온에서 액체)

-메탄 가스, -182ºC

-에탄올, -117ºC

-흑연 탄소, 4073ºC

-다이아몬드 석탄, 4096ºC

보시다시피 일반적으로 금속은 금속 결합으로 인해 녹는 점이 가장 높습니다. 그러나 탄소는 공유 결합을 가지고 있음에도 불구하고 분자 배열이 매우 안정적 임에도 불구하고 이들을 초과합니다.

메탄 가스 및 에탄올과 같은 작은 무극성 분자는 실온에서 고체 상태를 유지할만큼 강하게 상호 작용하지 않습니다.

나머지에서 고체 내 분자간 상호 작용의 강도는 융점을 측정하여 추론 할 수 있습니다. 뜨거운 온도를 견디는 고체는 매우 안정적인 구조를 가져야합니다.

일반적으로 비극성 공유 고체는 극성, 이온 및 금속 공유 고체보다 융점이 낮습니다.

어린이와 청소년을위한 융합을 설명하는 실험

화려한 얼음 돔

이것은 아마도 아이들에게 융합을 설명하는 가장 예술적이고 간단한 실험 중 하나 일 것입니다. 다음이 필요합니다.

-물이 얼 때 돔을 형성하는 방식으로 일부 접시

-얼음이 녹을 수있는 표면을 손상없이 녹일 수있는 대형 트레이

-소금 (시장에서 가장 저렴할 수 있음)

-야채 색소, 점 적기 또는 숟가락 추가

얼음 돔을 얻고 쟁반 위에 놓으면 상대적으로 적은 양의 소금이 표면에 추가됩니다. 소금과 얼음의 단순한 접촉은 쟁반을 적시 게 될 강물을 만들 것입니다.

얼음은 소금에 대한 친화력이 높고 녹는 점이 얼음보다 낮은 용액이 발생하기 때문입니다.

그런 다음 식용 색소 몇 방울을 돔에 추가합니다. 색상은 용융의 첫 번째 결과로 돔의 터널과 모든 구멍을 통과합니다. 결과는 얼음 안에 갇힌 색의 카니발입니다.

마지막으로, 착색제는 쟁반의 물에 섞여서 작은 관중에게 또 다른 시각적 광경을 제공합니다.

열 캐비닛

온도 제어 캐비닛 내에서 여러 물질을 내열 용기에 넣을 수 있습니다. 이 실험의 목적은 각 물질이 자체 융점을 가지고 있음을 십대들에게 보여주는 것입니다.

어떤 물질을 선택할 수 있습니까? 논리적으로 금속이나 소금은 500ºC 이상의 온도에서 녹기 때문에 캐비닛에 들어갈 수 없습니다 (캐비닛이 녹을 수 있음).

따라서 물질 목록에서 100ºC를 초과하지 않는 물질을 선택할 수 있습니다. 예를 들어 수은 (캐비닛이 -40ºC 이하로 냉각 될 수 있다고 가정), 얼음, 초콜릿, 파라핀 및 팔 미트 산이 있습니다.

십대들 (그리고 아이들도)은 수은이 금속성 검은 액체로 변하는 것을 볼 것입니다. 흰 얼음, 초콜릿 바, 팔 미트 산, 마지막으로 파라핀 양초가 녹습니다.

파라핀이 초콜릿보다 더 높은 온도에서 녹는 이유를 설명하려면 그 구조를 분석해야합니다.

파라핀과 팔 미트 산이 모두 유기 화합물 인 경우 전자는 더 무거운 분자 또는 더 극성 분자 (또는 동시에 둘 다)로 구성되어야합니다. 그러한 관찰에 대해 설명하는 것은 학생들에게 숙제로 남겨질 수 있습니다.

참고 문헌

Van't Hul J. (2012 년 7 월 24 일). 소금과 액체 수채화로 녹는 얼음 과학 실험. 출처 : artfulparent.com
토빈, 데 클란. (2018). 어린이를위한 융점에 대한 재미있는 사실. 아이들을위한 쉬운 과학. 출처 : easyscienceforkids.com
사라. (2015 년 6 월 11 일). 어린이를위한 간단한 과학 실험 : 태양에서 녹는 것은 무엇입니까? 소년과 소녀를위한 검소한 재미. 출처 : frugalfun4boys.com
Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). 화학. (8 판). CENGAGE 학습.
h2g2. (2017 년 10 월 3 일). 일부 일반 물질의 융점. 출처 : h2g2.com
오픈 대학교. (2006-08-03). 녹는 점. 출처 : open.edu
루멘, 비전공 화학. (sf). 녹는 점. 출처 : course.lumenlearning.com
Gillespie, Claire. (2018 년 4 월 13 일). 융점에 영향을 미치는 요인은 무엇입니까? 과학. 출처 : sciencing.com

퓨전 : 구성 요소, 예제 및 실험 - 화학 - 2026