Sulaminen vs liukeneminen
Sulaminen ja liukeneminen ovat teoriassa fysikaalisia ja kemiallisia ilmiöitä, mutta niitä tapahtuu joka päivä aivan silmiemme edessä. Etkö ole nähnyt jään sulavan vedeksi? Etkö ole nähnyt, kuinka kuppi kahvia valmistetaan? No, ne ovat sulamis- ja liukenemisprosesseja, joita näemme päivittäin. Aina on kuitenkin taipumus ajatella, että molemmat tarkoittavat samaa asiaa, koska lopulta jokin muuttuu nesteeksi, kun havaitsemme.
Sulaminen
Sulaminen on vaiheen muutos. On 3 päävaihetta, joissa aine voi olla olemassa. Ne ovat kiinteitä, nestemäisiä ja kaasuja. Kun kiinteästä aineesta tulee oma neste, tätä ilmiötä kutsutaan "sulamiseksi" tai fuusioksi. Jotta aine sulaisi, on annettava energiaa. Tämä energia voidaan toimittaa joko lämpönä tai paineena. Lämpötilaa, jossa kiinteä aine muuttuu nesteeksi, kutsutaan "sulamispisteeksi". Koska vaihemuutos on tasapainossa; eli se voi tapahtua molemmilla tavoilla, se on myös käänteisen reaktion "jäätymispiste".
Mikä sulaa? Kun aine esiintyy kiinteänä aineena, sillä on kiderakenne tai erittäin jäykkä rakenne. Esimerkiksi NaCl (suola) esiintyy hilarakenteessa, jossa jokaista Na+ ympäröi 6 Cl– ionia ja jokaista Cl – ioneja ympäröi 6 Na+ ionia. Jotta tämä aine olisi nestemäistä, tämän kiderakenteen pitäisi rikkoutua ja se vaatii paljon energiaa, mikä osoittaa erittäin korkeaa sulamispistettä. Aineilla, jotka voidaan helposti rikkoa vähemmän järjestyneeseen nestemäiseen tilaan, on alhaisemmat sulamispisteet.
Hajotus
Lukeneminen sitä vastoin ei ole vaiheen muutos. Se on yksinkertaista, kun aine sekoitetaan nesteen kanssa ja stabiloidaan nestemäisessä väliaineessa. Ainetta, jota liuotetaan, kutsutaan "liukeneeksi aineeksi" ja väliainetta, johon se liuotetaan, kutsutaan "liuottimeksi", joka yhdessä muodostaa "liuoksen". Mitä liukenemisessa tapahtuu? Jos otamme jälleen NaCl:n esimerkkinä, huomasimme, että sen sulattaminen on melko vaikeaa. Mutta NaCl:n liuottaminen, esimerkiksi veteen, on suhteellisen helppoa. Tämä johtuu siitä, että kun ionit Na+ ja Cl- erotetaan nestemäisessä väliaineessa, vesimolekyylit peittävät jokaisen näistä muodostamalla "hydraatiopalloja" niiden ympärille. Tämä stabiloi niiden olemassaolon nestemäisessä väliaineessa. Kuten aiemmin mainittiin, liukeneminen ei välttämättä ole nesteessä stabiloitunutta kiinteää ainetta, vaan se voi olla toinen neste tai jopa kaasu. Alkoholijuomia nautittaessa sekoitetaan toiseen nestemäiseen soodaan, jossa neste liukenee toiseen, ja soodassa tiedämme, että CO2 kaasua liukenee veteen.
Mitä eroa on sulamisen ja liukenemisen välillä?
• Sulaminen on faasimuutos (kiinteä-neste), mutta liukeneminen ei.
• Aineen sulattamiseksi energiaa tulee syöttää joko lämpönä tai paineena, mutta sen liuottaminen ei yleensä ole välttämätöntä (jotkut aineet vaativat liukenemiseen energiaa).
• Aineen sulaminen edellyttää, että se saavuttaa "sulamispisteen" lämpötilan, mutta liukenemiselle tällaista vaatimusta ei ole.
• Sula aine on sulatetun kiinteän aineen puhdas nestemäinen muoto, mutta liuos on aina kahden tai useamman seos.
