ذوب در مقابل انحلال
ذوب شدن و حل شدن از نظر تئوری پدیده های فیزیکی و شیمیایی هستند، اما هر روز درست در مقابل چشمان ما رخ می دهند. آیا ندیده اید که یخ به آب تبدیل شود؟ آیا ندیده اید که یک فنجان قهوه چگونه درست می شود؟ خب، اینها به ترتیب فرآیندهای ذوب و انحلال هستند که هر روز شاهد آن هستیم. با این حال، همیشه این تمایل وجود دارد که فکر کنیم هر دو به یک معنا هستند، زیرا در نهایت چیزی که مشاهده می کنیم به مایع تبدیل می شود.
ذوب
ذوب یک تغییر فاز است. 3 مرحله اصلی وجود دارد که ماده می تواند در آنها وجود داشته باشد. اینها جامد، مایع و گاز هستند.هنگامی که یک ماده جامد به مایع خود تبدیل می شود، این پدیده "ذوب" یا همجوشی نامیده می شود. برای ذوب شدن یک ماده باید انرژی تامین شود. این انرژی می تواند به صورت گرما یا فشار تامین شود. دمایی که در آن یک جامد به مایع تبدیل می شود «نقطه ذوب» نامیده می شود. از آنجایی که تغییر فاز در حالت تعادل است. یعنی می تواند به هر دو صورت اتفاق بیفتد، همچنین "نقطه انجماد" برای واکنش معکوس است.
ذوب شدن چیست؟ هنگامی که یک ماده به صورت جامد وجود دارد، دارای ساختار بلوری یا ساختاری بسیار صلب است. به عنوان مثال، NaCl (نمک) در ساختار شبکه ای وجود دارد که در آن هر Na+ توسط 6 یون Cl– و هر Cl احاطه شده است. یون – توسط ۶ یون Na+ احاطه شده است. برای اینکه این ماده مایع باشد، این ساختار کریستالی باید بشکند و به انرژی زیادی نیاز دارد که نشان دهنده نقطه ذوب بسیار بالا است. موادی که به راحتی می توانند به حالت مایع با مرتبه کمتر شکسته شوند، نقطه ذوب کمتری دارند.
انحلال
از طرف دیگر، حل کردن یک تغییر فاز نیست. زمانی که یک ماده با یک مایع مخلوط شده و در یک محیط مایع تثبیت شود، ساده است. ماده ای که در حال حل شدن است «محلول» و محیطی که در آن حل می شود «حلال» نامیده می شود که با هم «محلول» می سازند. در انحلال چه اتفاقی می افتد؟ اگر دوباره NaCl را مثال بزنیم، دیدیم که ذوب آن بسیار دشوار است. اما حل کردن NaCl، مثلاً در آب، نسبتاً آسان است. این به این دلیل است که وقتی یون‌های Na+ و Cl- در محیط مایع جدا می‌شوند، مولکول‌های آب هر یک از اینها را با ایجاد «کره‌های هیدراتاسیون» در اطراف آنها می‌پوشانند. این باعث تثبیت وجود آنها در محیط مایع می شود. همانطور که قبلا ذکر شد، انحلال لزوماً یک جامد تثبیت شده در یک مایع نیست، اما می تواند مایع دیگری یا حتی گاز باشد. هنگام مصرف مشروبات الکلی با نوشابه مایع دیگری مخلوط می شود، جایی که مایعی در دیگری حل می شود، و در نوشابه می دانیم که گاز CO
2 در آب حل می شود.
تفاوت بین ذوب و انحلال چیست؟
• ذوب یک تغییر فاز است (جامد-مایع) اما حل شدن نیست.
• انرژی برای ذوب ماده باید به صورت گرما یا فشار تامین شود، اما انحلال آن معمولاً ضروری نیست (برخی از مواد برای حل شدن نیاز به انرژی دارند).
• برای ذوب شدن یک ماده باید به دمای "نقطه ذوب" برسد اما برای حل شدن چنین نیازی وجود ندارد.
• ماده مذاب شکل مایع خالص جامدی است که ذوب شده است اما یک محلول همیشه مخلوطی از دو یا بیشتر است.
