Η φύση είναι γεμάτη από φυσικοχημικά φαινόμενα και διεργασίες που επιτρέπουν τη ρύθμιση καθενός από τα συστατικά της. Πολλές φορές, μια τέτοια ρύθμιση περιλαμβάνει την αλλαγή μιας ουσίας ή στοιχείου από μια κατάσταση σε μια άλλη, δηλαδή υγρά που μετατρέπονται σε αέρια ή στερεά και αντίστροφα. Αυτά τα φαινόμενα σχετίζονται άμεσα με τις αλλαγές στις θερμοκρασίες και τις πιέσεις, καθώς και με τη διακύμανση της εσωτερικής ενέργειας της ίδιας της ουσίας. Με αυτόν τον τρόπο, ανάλογα με τη φυσική παράμετρο που ποικίλλει και την αλλαγή που συμβαίνει στην ύλη, θα μιλάμε για συγκεκριμένη φυσικοχημική διαδικασία ή για άλλη.
Σε αυτό το άρθρο του Green Ecologist θα επικεντρωθούμε αποκλειστικά στην περιγραφή του περίεργου φαινομένου της στερεοποίησης, τόσο των φυσικών στοιχείων όσο και των χημικών ουσιών στις οποίες ο άνθρωπος παρεμβαίνει σε αυτή τη διαδικασία. Συνεχίστε να διαβάζετε αυτό το άρθρο και θα ανακαλύψετε τι είναι στερεοποίηση και παραδείγματα.
Τι είναι στερεοποίηση
Η στερεοποίηση είναι μια φυσική διαδικασία στην οποία επέρχεται η αλλαγή κατάστασης οποιασδήποτε ύλης που περνά από υγρό σε στερεό. Το φαινόμενο αυτό συμβαίνει λόγω α μείωση της θερμοκρασίας και της ενέργειας που υπάρχει ανάμεσα στους χημικούς δεσμούς των στοιχείων που αποτελούν την ύλη.
Γενικά, κάθε ένωση που υποβάλλεται σε διαδικασία στερεοποίησης μειώνει τον όγκο της, καταλαμβάνοντας πλέον λιγότερο χώρο. Ωστόσο, το νερό αποτελεί εξαίρεση και, όπως έχουμε δει όλοι κατά καιρούς, ο όγκος του πάγου είναι μεγαλύτερος από αυτόν του υγρού νερού, αν και λαμβάνουμε πάντα υπόψη το σχήμα και τον συγκεκριμένο όγκο του δοχείου που τον περιέχει.
Σημείο στερεοποίησης ή θερμοκρασία νερού
Κάθε ουσία και στοιχείο της φύσης έχει το δικό της συγκεκριμένο σημείο στερεοποίησης ή θερμοκρασία, από την οποία, η εν λόγω ουσία θα αλλάξει κατάσταση και από υγρό στοιχείο θα γίνει στερεό.
Για παράδειγμα, αυτός σημείο στερεοποίησης ή θερμοκρασία νερού, δηλαδή το σημείο μετάβασης από υγρό σε στερεό, είναι ακριβώς στο 0 ºC. Αυτή η ακριβής θερμοκρασία σχετίζεται άμεσα με την πυκνότητα του νερού και θα είναι σχετική όταν πρόκειται να γνωρίζουμε ποια αλλαγή στην πίεση και τη θερμοκρασία θα απαιτήσει έναν ορισμένο όγκο νερού για να μεταβεί από υγρή σε στερεή κατάσταση.
Στην επόμενη ενότητα θα δούμε μερικές από τις πιο συνηθισμένες περιπτώσεις στις οποίες παρεμβαίνει η διαδικασία στερεοποίησης διαφορετικών υγρών και ουσιών για τη λήψη τροφής και άλλων υλικών που χρησιμοποιούμε στην καθημερινή μας ζωή.
Παραδείγματα στερεοποίησης
Μερικές από τις πιο συνηθισμένες διεργασίες στις οποίες εμφανίζεται αυτό το φαινόμενο, το οποίο εμφανίζεται σε διάφορες ουσίες, είναι οι ακόλουθες παραδείγματα στερεοποίησης:
- Στερεοποίηση νερού στην απόκτηση πάγου, φέρνοντας το νερό στο σημείο πήξης του (0 ° C), οπότε το υγρό γίνεται στερεό, αυξάνοντας σε μέγεθος και σχηματίζοντας έτσι πάγο, διατηρώντας πάντα το σχήμα του δοχείου που το περιέχει.
- Κατασκευή κοσμημάτων από στερεοποίηση χρυσού, αργύρου και άλλων πολύτιμων μετάλλων. Για αυτό, αυτά τα λιωμένα μέταλλα χρησιμοποιούνται ως πρώτη ύλη, αφήνονται να κρυώσουν σε ένα συγκεκριμένο στερεό και ανθεκτικό καλούπι, επιτυγχάνοντας έτσι την επακόλουθη επεξεργασία διαφόρων κοσμημάτων όπως δαχτυλίδια και περιδέραια.
- Σχηματισμός γυαλιού από στερεοποίηση άμμου πυριτίου μαζί με ασβεστόλιθο και ανθρακικό ασβέστιο. Μέσω αυτής της διαδικασίας αποκτάται κάθε ένα από τα διαφορετικά σταθερά γυάλινα δοχεία που έχουμε συνηθίσει να χρησιμοποιούμε στην καθημερινότητά μας.
- Προετοιμασία σοκολάτας, επειδή χρησιμοποιώντας κόκκους κακάο ανακατεμένους και αλεσμένους με νερό και γάλα, λαμβάνεται μια ημί-υγρή πάστα που αφού κρυώσει και στεγνώσει θα στερεοποιηθεί έως ότου αποκτήσει τη μορφή ταμπλέτας σοκολάτας και άλλες συγκεκριμένες μορφές με τις οποίες η σοκολάτα κυκλοφορεί συνήθως σε όλο τον κόσμο κόσμος.
- Οι καραμέλες Είναι άλλο ένα ξεκάθαρο παράδειγμα γιατί η πρώτη ύλη είναι η κοινή ζάχαρη, η οποία καίγεται και στερεοποιείται σε καλούπια μέχρι να γίνει καραμέλα.
- Βούτυρο και μαργαρίνη. Η παρασκευή αυτών των τροφίμων επιτυγχάνεται σε πολλές περιπτώσεις από μια βιομηχανική διαδικασία στερεοποίησης στην οποία η πρώτη ύλη είναι έλαια ζωικής ή φυτικής προέλευσης αντίστοιχα, τα οποία διατηρούνται σε στερεή κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίου.
- Λουκάνικα καθώς τα λουκάνικα αίματος είναι μια άλλη βιομηχανική διαδικασία για τα τρόφιμα που κάνει χρήση της στερεοποίησης των συστατικών του είναι η παρασκευή λουκάνικων. Σε αυτή την περίπτωση, το μαριναρισμένο υγρό αίμα πήζει και παραμένει σε αυτό το στερεό αφού διατηρηθεί σε περιβλήματα χοίρου.
- Κεριά από κεριά και λάδια. Αυτή η απλή διαδικασία κατασκευής φυσικών κεριών μας επιτρέπει, από λάδι και κεριά σε υγρή κατάσταση, να αποκτήσουμε κεριά με σκληρή σύσταση αφού στερεοποιηθεί η πρώτη ύλη.
- Ζελέδες, αφού από κολλαγόνο και ενυδατωμένους συνδετικούς ιστούς ζωικής προέλευσης είναι δυνατόν να ληφθούν ζελατίνες ημιστερεής σύστασης, αφού υποβληθούν σε στερεοποίηση των συστατικών του.
- Τεχνίτες πηλοί. Η ανάμειξη του πηλού (είδος άμμου) με το νερό έχει ως αποτέλεσμα μια χυτεύσιμη μάζα που μετά την ψύξη θα στερεοποιηθεί, διατηρώντας το σχήμα που έχουμε δώσει στο καλούπι.
Διαφορά μεταξύ στερεοποίησης, συμπύκνωσης και εξάτμισης
Ένας απλός και επεξηγηματικός τρόπος για να μάθετε να διαφοροποιείτε αυτές τις τρεις φυσικοχημικές διεργασίες είναι μέσω ο κύκλος του νερού και η μελέτη των αλλαγών κατάστασης αυτού του ζωτικού στοιχείου. Ας δούμε αναλυτικά από τι αποτελείται η κάθε διαδικασία για να δούμε τι διαφορά μεταξύ στερεοποίησης, συμπύκνωσης και εξάτμισης.
- Στερεοποίηση: Όπως έχουμε σχολιάσει σε όλο το άρθρο, η στερεοποίηση συνίσταται στη μετάβαση από μια υγρή σε μια στερεή κατάσταση.
- Συμπύκνωση: Οποιοδήποτε αέριο υπόκειται σε μεταβολή της θερμοκρασίας ή της πίεσης γίνεται υγρό μέσω της διαδικασίας συμπύκνωσης, γνωστή και ως καθίζηση. Μάθετε περισσότερα για αυτήν τη διαδικασία σε αυτήν την άλλη ανάρτηση σχετικά με το Τι είναι η συμπύκνωση νερού και παραδείγματα.
- Εξάτμιση: Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει τη διέλευση του νερού από υγρή σε αέρια κατάσταση, λόγω της αύξησης της θερμοκρασίας, αφού ξεπεράσει το σημείο βρασμού του (100 ºC). Όταν συμβαίνει μόνο στην επιφάνεια ή σε μέρος της ύλης, ονομάζεται εξάτμιση και όταν συμβαίνει σε όλη της, εμφανίζεται η εξάτμιση που συζητήσαμε. Εδώ εξηγούμε τι είναι η εξάτμιση του νερού και παραδείγματα.
Σε αυτό το άλλο άρθρο μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το Τι είναι ο κύκλος του νερού.
Αν θέλετε να διαβάσετε περισσότερα άρθρα παρόμοια με Τι είναι στερεοποίηση και παραδείγματα, συνιστούμε να εισαγάγετε την κατηγορία μας Άλλο περιβάλλον.
Βιβλιογραφία- Atkins, P. & Jones, L. (2008) Chemical Principles: The Quest for Insight (4th ed.). W. H. Freeman and Company, σελίδα: 236.
