FUSION: APA YANG TERDIRI, CONTOH DAN EKSPERIMEN - KIMIA - 2026

The fusion adalah perubahan keadaan dari pepejal kepada cecair untuk bahan dalam pelbagai suhu. Sekiranya bahan mempunyai tahap kemurnian yang tinggi, julatnya sesuai dengan suhu tertentu: titik lebur. Dan apabila terdapat tahap kekotoran tertentu, titik lebur ditunjukkan oleh julat (mis. 120-122 ° C).

Ini adalah salah satu proses fizikal yang paling biasa di alam. Pepejal menyerap haba dan menaikkan suhu mereka sehingga titisan cecair mula terbentuk. Kemudian titisan lain mengikuti yang pertama, dan selagi semua pepejal belum mencairkan suhunya tetap berterusan.

Sumber: Pixabay

Kenapa? Kerana semua haba digunakan untuk menghasilkan lebih banyak cecair, bukannya memanaskan yang terakhir. Oleh itu, pepejal dan cecair mempunyai suhu yang sama dan wujud bersama dalam keseimbangan. Sekiranya bekalan haba berterusan, keseimbangan akhirnya beralih ke pembentukan cecair yang lengkap.

Atas sebab ini, apabila stalaktit ais mulai mencair pada musim bunga, setelah perubahan keadaan telah dimulai, ia tidak akan berakhir sehingga ia berubah menjadi air cair. Dalam gambar di atas, dapat dilihat bahawa bahkan kristal ais terapung di dalam titisan gantung.

Menentukan titik lebur bahan yang tidak diketahui adalah ujian yang sangat baik untuk mengenal pasti (selagi ia tidak mengandungi banyak kekotoran).

Ia juga menunjukkan betapa kuatnya interaksi antara molekul yang membentuk pepejal; kerana ia mencair pada suhu yang lebih tinggi, semakin kuat daya intermolekulnya.

Apakah penggabungan itu?

Fusion terdiri daripada perubahan keadaan dari pepejal ke cecair. Molekul atau atom dalam cecair mempunyai tenaga purata yang lebih tinggi ketika mereka bergerak, bergetar dan berputar pada kelajuan yang lebih tinggi. Akibatnya, ini menimbulkan peningkatan ruang antarmolekul dan oleh itu peningkatan jumlah (walaupun ini tidak berlaku dengan air).

Seperti dalam pepejal molekul berada dalam susunan yang lebih padat, mereka kekurangan kebebasan dalam pergerakan mereka, dan mereka mempunyai tenaga purata yang lebih rendah. Untuk peralihan pepejal-cecair berlaku, molekul atau atom pepejal mesti bergetar pada kelajuan yang lebih tinggi dengan menyerap haba.

Semasa bergetar, sekumpulan molekul memisahkan yang bersatu membentuk titisan pertama. Oleh itu, peleburan tidak lebih daripada pencairan pepejal yang disebabkan oleh kesan panas. Semakin tinggi suhu, semakin cepat pepejal akan mencair.

Khususnya, peleburan boleh menyebabkan pembentukan terowong dan liang di dalam pepejal. Ini dapat ditunjukkan melalui eksperimen khusus untuk kanak-kanak.

Mencairkan campuran dan emulsi pepejal

Sumber: Pixabay

Aiskrim itu

Peleburan merujuk kepada pencairan panas suatu bahan atau campuran. Walau bagaimanapun, istilah ini juga telah digunakan untuk merujuk kepada pencairan bahan lain yang tidak dikelaskan secara ketat sebagai pepejal: emulsi.

Contoh yang ideal ialah ais krim. Mereka adalah emulsi air beku (dan di beberapa, dikristal), dengan udara dan lemak (susu, krim, koko, mentega, dll.).

Ais krim meleleh atau cair kerana ais melebihi titik leburnya, udara mula keluar, dan cecair akhirnya menyeret sisa komponennya.

Kimia ais krim sangat kompleks, dan merupakan tempat menarik dan ingin tahu ketika mempertimbangkan definisi gabungan.

Ais manis dan masin

Berkenaan dengan campuran pepejal yang lain, seseorang tidak dapat menyebut titik lebur dengan betul untuk tujuan analisis; iaitu, bukan kriteria yang menentukan untuk mengenal pasti satu atau lebih bahan. Dalam campuran, kerana satu komponen mencair, yang lain dapat larut dalam fasa cair, yang bertentangan secara menyerong dengan penurunan.

Sebagai contoh, campuran ais-gula-garam pepejal akan mencair sepenuhnya sebaik sahaja ais mula mencair. Oleh kerana gula dan garam sangat larut dalam air, ia akan larut, tetapi itu tidak bermaksud gula dan garam telah mencair.

Contoh

Di dalam dapur

Beberapa contoh gabungan fusion boleh didapati di dapur. Butter, coklat, permen karet dan gula-gula lain cair jika mereka menerima haba langsung dari matahari, atau jika tertutup di tempat panas. Sebilangan gula-gula, seperti marshmallow, sengaja dicairkan untuk menikmati rasa mereka.

Banyak resipi menyatakan bahawa satu atau lebih ramuan mesti dicairkan terlebih dahulu sebelum ditambah. Keju, lemak dan madu (sangat likat) juga antara ramuan ini.

Dalam hiasan

Untuk menghias ruang dan objek tertentu, logam, kaca dan seramik dengan reka bentuk yang berbeza digunakan. Hiasan ini dapat dilihat di teras bangunan, di kaca dan mosaik dari beberapa dinding, atau di barang-barang yang dijual di dalam perhiasan.

Semua terdiri daripada bahan yang meleleh pada suhu yang sangat tinggi, jadi mereka mesti mencairkan atau melembutkan terlebih dahulu untuk mengusahakannya dan memberikan bentuk yang diinginkan.

Di sinilah besi pijar diusahakan, seperti yang dilakukan oleh tukang besi dalam pembuatan senjata, alat dan benda lain. Begitu juga, peleburan membolehkan mendapatkan aloi dengan mengimpal dua atau lebih logam dalam bahagian jisim yang berbeza.

Dari kaca lebur anda boleh membuat gambar hiasan seperti kuda, angsa, lelaki dan wanita, cenderamata perjalanan, dll.

Secara semula jadi

Contoh utama pencairan di alam dapat dilihat dalam pencairan gunung es; dalam lava, campuran batu yang dicairkan oleh panas yang kuat di dalam gunung berapi; dan di kerak bumi, di mana kehadiran logam cecair mendominasi, terutama besi.

Titik lebur bahan yang paling biasa

Serangkaian bahan biasa dengan titik lebur masing-masing disenaraikan di bawah:

-Ice, 0ºC

-Parafin, 65.6ºC

-Coklat, 15.6-36.1ºC (perhatikan bahawa ini adalah julat suhu, kerana ada coklat yang mencair pada suhu yang lebih rendah atau lebih tinggi)

-Asid Palmatik, 63ºC

-Agar, 85ºC

-Fosforus, 44ºC

-Aluminium, 658ºC

-Kalsium, 851ºC

-Gold, 1083ºC

-Copper, 1083ºC

-Iron, 1530ºC

–Mercury, -39ºC (ia cair pada suhu bilik)

-Methane gas, -182ºC

-Ethanol, -117ºC

-Graphite carbon, 4073ºC

-Diamond arang batu, 4096ºC

Seperti yang dapat dilihat, umumnya logam, kerana ikatan logamnya, mempunyai titik lebur tertinggi. Walau bagaimanapun, karbon melebihi mereka walaupun mempunyai ikatan kovalen, tetapi dengan susunan molekul yang sangat stabil.

Molekul-molekul apolar yang kecil, seperti gas metana dan etanol, tidak berinteraksi cukup kuat untuk tetap padat pada suhu bilik.

Dari yang lain, kekuatan interaksi intermolekul dalam pepejal dapat disimpulkan dengan mengukur titik leburnya. Pepejal yang menahan suhu terik mesti mempunyai struktur yang sangat stabil.

Secara amnya, pepejal kovalen bukan polar mempunyai takat lebur yang lebih rendah daripada pepejal kovalen polar, ionik, dan logam.

Eksperimen untuk menjelaskan gabungan untuk kanak-kanak dan remaja

Kubah ais berwarna-warni

Ini mungkin salah satu eksperimen paling artistik dan sederhana untuk menjelaskan penyatuan kepada kanak-kanak. Awak perlu:

-Beberapa piring, sedemikian rupa sehingga apabila air membeku di dalamnya mereka membentuk kubah

-Dulang besar untuk memastikan permukaan di mana ais boleh mencair tanpa menyebabkan kekacauan

-Salt (mungkin yang paling murah di pasaran)

-Pewarna sayuran, dan penitis atau sudu untuk menambahkannya

Setelah kubah ais diperoleh, dan diletakkan di atas dulang, sejumlah kecil garam ditambahkan ke permukaannya. Hubungan garam dengan ais hanya akan menyebabkan sungai-sungai air yang membasahi dulang.

Ini kerana ais mempunyai pertalian tinggi terhadap garam, dan penyelesaian berlaku yang titik leburnya lebih rendah daripada ais.

Beberapa tetes pewarna makanan kemudian ditambahkan ke kubah. Warnanya akan menembusi terowong kubah dan semua liang-liangnya, sebagai akibat pertama pencairannya. Hasilnya adalah karnival warna yang terperangkap di dalam ais.

Akhirnya, pewarna akan bercampur di dalam air di dalam dulang, memberikan tontonan visual yang lain kepada penonton kecil.

Kabinet termal

Di dalam kabinet terkawal suhu, sejumlah bahan dapat diletakkan di dalam bekas tahan panas. Tujuan eksperimen ini adalah untuk menunjukkan kepada remaja bahawa setiap bahan mempunyai titik leburnya sendiri.

Bahan apa yang boleh dipilih? Secara logiknya, logam dan garam tidak dapat memasuki kabinet, kerana ia mencair pada suhu di atas 500ºC (kabinet akan mencair).

Oleh itu, dari senarai bahan, bahan yang tidak melebihi 100ºC boleh dipilih, misalnya: merkuri (dengan anggapan kabinet dapat disejukkan di bawah -40ºC), ais, coklat, parafin dan asid palmitik.

Remaja (dan juga kanak-kanak) akan melihat merkuri berubah menjadi cecair hitam logam; dan kemudian pencairan ais putih, coklat bar, asid palmitik, dan akhirnya lilin parafin.

Untuk menjelaskan mengapa parafin mencair pada suhu yang lebih tinggi daripada coklat, perlu menganalisis strukturnya.

Sekiranya kedua-dua parafin dan asid palmitik adalah sebatian organik, yang pertama mesti terdiri daripada molekul yang lebih berat, atau molekul yang lebih polar (atau keduanya pada masa yang sama). Memberi penjelasan mengenai pemerhatian tersebut boleh dijadikan kerja rumah bagi para pelajar.

Rujukan

1. Van't Hul J. (24 Julai 2012). Percubaan Sains Meleleh Ais dengan Garam dan Cat Air Cecair. Dipulihkan dari: artfulparent.com
2. Tobin, Declan. (2018). Fakta Menyenangkan mengenai Titik lebur untuk Kanak-kanak. Sains Mudah untuk Kanak-kanak. Dipulihkan dari: easyscienceforkids.com
3. Sarah. (2015, 11 Jun). Eksperimen Sains Ringkas untuk Kanak-kanak: Apa yang Meleleh di Matahari? Keseronokan Berjimat untuk Kanak-kanak lelaki dan Perempuan. Dipulihkan dari: frugalfun4boys.com
4. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia. (Edisi ke-8.) Pembelajaran CENGAGE.
5. h2g2. (03 Oktober 2017). Titik lebur Beberapa Bahan Biasa. Dipulihkan dari: h2g2.com
6. Universiti Terbuka. (2006-08-03). Titik lebur. Dipulihkan dari: open.edu
7. Lumen, Kimia untuk Bukan Jurusan. (sf). Takat lebur. Dipulihkan dari :ursus.lumenlearning.com
8. Gillespie, Claire. (13 April 2018). Faktor Apa Yang Mempengaruhi Titik Lebur? Ilmu Pengetahuan. Dipulihkan dari: sciencing.com