Hebben alle vaste stoffen een smeltpunt? Bijvoorbeeld, is er een punt wanneer een boom, een stuk papier, of andere koolstof gebaseerde vaste stof wordt een vloeistof?
gevraagd door: Jamie Antoun
antwoord
Nee in die zin dat een materiaal een identieke chemische samenstelling moet behouden en dan van de ene fase naar de andere moet veranderen, hebben niet alle vaste stoffen een smeltpunt.
veel materialen, bijvoorbeeld papier, zullen chemische reacties krijgen met omringende materialen naarmate de temperatuur stijgt, voordat een faseverandering optreedt, omdat papier in vlammen zal opgaan (door te combineren met atmosferische zuurstof) bij ongeveer 450 graden F. zelfs in een vacuüm beginnen veel materialen met chemische ontleding voordat ze van fase kunnen veranderen. Ik zou verwachten dat een complex mengsel van grote organische moleculen zoals hout verschillende katabole reacties ondergaat als eerst macromoleculen en dan krijgen kleinere moleculen genoeg activeringsenergie om op te splitsen in eenvoudiger, minder energiek (d.w.z. lagere enthalpie) bestanddelen, lang voordat deze molecules fase konden veranderen.
beantwoord door: Rob Landolfi, Science Teacher, Washington, DC
alle gewone vaste stoffen zullen typisch een van de drie soorten transformaties ondergaan bij verhitting:
- veranderen van een vaste naar een vloeibare toestand, zoals wanneer een metaal, was of ijs wordt verwarmd tot het smeltpunt, of de specifieke temperatuur waarbij smelten optreedt.
- direct overgaan van een vaste stof naar een gas in een proces dat sublimatie wordt genoemd. Een voorbeeld van sublimatie vindt plaats met droogijs (bevroren kooldioxide) wanneer het wordt blootgesteld aan kamertemperatuur, of zwavel wanneer het geleidelijk wordt verhit zonder te worden ontstoken.
- ontleding, een breuk van de chemische stoffen in het verwarmde materiaal. Ontbinding vindt plaats in veel voorkomende organische mengsels en verbindingen zoals voedsel, hout of papier. Deze materialen smelten of vloeibaar maken meestal niet op een zichtbare manier, hoewel sommige van de resulterende chemicaliën of afbraakproducten smelten en mengen met de resterende koolstofhoudende massa. Als de ontbonden massa verder wordt verwarmd, is er een temperatuur waarbij alle aanwezige chemicaliën ofwel smelten of sublimeren.
er zijn omstandigheden waaronder sommige materialen sublimeren in plaats van smelten, of vloeibaar worden in plaats van sublimeren. Veelvoorkomende voorbeelden zijn de Sublimatie van ijs onder vacuüm tijdens het vriesdrogen, of de vloeibaarmaking (smelten) van zwavel onder hoge druk.
de aanwezigheid van zuurstof zal een dramatisch effect hebben op de verhitting van organische materialen. Bij verhitting in de lucht, zullen de meeste plantaardige of dierlijke stoffen gedeeltelijk ontleden en vervolgens ontbranden en worden omgezet in verbrandingsproducten, meestal water en kooldioxide. De as die overblijft is een mengsel van zouten en oxiden die smelten bij hoge temperaturen. Beantwoord door: Scott Wilber, President, ComScire-Quantum World Corporation