Av Kevin Beck | Uppdaterad 24 mars 2022
Besjunior/iStock/GettyImages
Alla har sett omvandlingen av en vätska till fast is eller tvärtom. Att förstå när denna fasförändring inträffar är avgörande för vardagen, från att köra säkert på vintern till matlagning och vetenskapliga experiment.
De flesta ämnen finns i tre faser - fast, flytande eller gas - beroende på temperatur och tryck. Vatten är unikt genom att det kan vara fast och flytande vid bekvämt låga temperaturer, och det blir till gas vid 100°C (212°F), en temperatur som är lättillgänglig för de flesta. Övergången från fast till flytande kallas smältning; motsatsen, från flytande till fast, är frysning eller stelning. När en vätska blir en gas kokar den , medan den omvända processen är kondensering . I sällsynta fall kan ett fast ämne kringgå vätskefasen och förvandlas direkt till gas genom sublimering , eller så kan en gas avsättas direkt på en fast yta.
Ett ämnes fryspunkt beror på dess molekylära struktur. Vatten har till exempel en relativt hög fryspunkt på 0°C eftersom dess vätebindningar lätt "låser" ihop, medan etylalkohol (CH₃CH₂OH) fryser vid –114°C (–174°F). När olika vätskor blandas eller när ett fast ämne löses i en vätska, ändras den resulterande blandningens fryspunkt förutsägbart baserat på de inblandade komponenterna.
I en lösning kallas det lösta fasta ämnet för löst ämne och vätskan som bär det är lösningsmedlet . Tillsats av ett löst ämne sänker lösningsmedlets fryspunkt – ett fenomen som kallas fryspunktssänkning , en klassisk koligativ egenskap . Effekten beror på antalet partiklar som produceras av det lösta ämnet, inte på dess kemiska identitet.
Bordssalt (natriumklorid) löser sig i vatten och sänker dess fryspunkt, varför vägpersonal sprider salt på vintern för att smälta is. NaCl dissocierar till två joner (Na⁺ och Cl⁻), så varje mol salt ger två partiklar som sänker fryspunkten. Ett löst ämne som producerar fler partiklar per formelenhet skulle sänka fryspunkten ytterligare.
Använd en fryspunktsräknare online för att slå upp temperaturen på vanliga vätskor i Celsius, Fahrenheit och Kelvin. Att jämföra fryspunkterna för olika ämnen kan avslöja mönster kopplade till deras molekylära strukturer.
