Топене срещу разтваряне
Топяването и разтварянето са теоретично физически и химични явления, но те се случват всеки ден точно пред очите ни. Не сте ли виждали лед да се топи до вода? Не сте ли виждали как се прави чаша кафе? Е, това са съответно процеси на топене и разтваряне, на които сме свидетели всеки ден. Въпреки това, винаги има тенденция да мислим, че и двете означават едно и също нещо, защото в крайна сметка нещо се превръща в течност, както наблюдаваме.
Топене
Топенето е фазова промяна. Има 3 основни фази, в които може да съществува материята. Те са твърди, течни и газообразни. Когато твърдо вещество се превърне в собствена течност, това явление се нарича „топене“или сливане. За да се стопи дадено вещество, трябва да се осигури енергия. Тази енергия може да бъде доставена като топлина или налягане. Температурата, при която твърдото вещество става течно, се нарича "точка на топене". Тъй като фазовата промяна е в равновесие; т.е. може да се случи и по двата начина, това е и „точката на замръзване“за обратната реакция.
Какво се топи? Когато дадено вещество съществува като твърдо вещество, то има кристална структура или много твърда структура. Например, NaCl (сол) съществува в решетъчна структура, където всеки Na+ е заобиколен от 6 Cl– йони и всеки Cl – йон е заобиколен от 6 Na+ йона. За да бъде това вещество течност, тази кристална структура трябва да се счупи и изисква много енергия, което показва много висока точка на топене. Веществата, които могат лесно да бъдат разградени до по-малко подредено течно състояние, имат по-ниски точки на топене.
Разтваряне
Разтварянето, от друга страна, не е фазова промяна. Това е просто, когато веществото се смеси с течност и се стабилизира в течна среда. Веществото, което се разтваря, се нарича „разтворено вещество“, а средата, в която се разтваря, се нарича „разтворител“, което заедно образува „разтвор“. Какво се случва при разтварянето? Ако отново вземем NaCl за пример, виждаме, че е доста трудно да се стопи. Но разтварянето на NaCl, да речем във вода, е сравнително лесно. Това е така, защото когато йоните Na+ и Cl- се разделят в течната среда, водните молекули покриват всяка от тях, като правят „хидратиращи сфери“около тях. Това стабилизира съществуването им в течната среда. Както споменахме по-рано, разтварянето не е непременно твърдо вещество, стабилизирано в течност, но може да бъде друга течност или дори газ. При консумация на алкохолни напитки се смесват с друга течност газирана вода, където една течност се разтваря в друга, а в газираната напитка знаем, че CO2 газът е разтворен във вода.
Каква е разликата между топене и разтваряне?
• Топенето е фазова промяна (твърдо-течно), но разтварянето не е.
• За да се стопи вещество, енергията трябва да бъде доставена като топлина или налягане, но за разтварянето й обикновено не е от съществено значение (някои вещества изискват енергия за разтваряне).
• За да се стопи дадено вещество, то трябва да достигне температура на „точка на топене“, но за разтваряне няма такова изискване.
• Разтопеното вещество е чистата течна форма на твърдото вещество, което е разтопено, но разтворът винаги е смес от две или повече.
