Что такое кривая чистоты?
Кривая чистоты, или кривая нагревания, — это график, который показывает, как меняется температура твёрдого вещества при равномерном нагревании. По горизонтальной оси отложено время, по вертикальной — температура. По форме кривой во время плавления определяют, чистое это вещество или смесь.
В химии чистым веществом называют вещество, состоящее только из одного элемента или одного соединения. «Чистый апельсиновый сок» из магазина в химическом смысле не чистый, потому что содержит много веществ.
| Признак | Чистое вещество | Смесь |
|---|---|---|
| Кривая при плавлении | Горизонтальная | Наклонная |
| Температура плавления | Одна определённая точка | Широкий интервал |
| Примеры в симуляторе | Нафталин 80°C, стеариновая кислота 69°C, чистая медь 1085°C | Свеча 45…62°C, бронзовый сплав 890…1020°C |
Почему кривая становится горизонтальной?
В твёрдом веществе частицы расположены упорядоченно и колеблются на своих местах. Чем больше тепла получает вещество, тем сильнее колебания и выше температура. При температуре плавления всё подводимое тепло уходит на разрушение кристаллической структуры. Поэтому, пока всё вещество не расплавится, температура не растёт и кривая идёт горизонтально.
В смеси частицы другого вещества нарушают порядок в кристалле. Разные части смеси плавятся при разной температуре, поэтому температура постепенно растёт без остановки. Примеси снижают температуру начала плавления: чистая медь плавится при 1085°C, а бронза, сплав меди, в симуляторе начинает плавиться при 890°C. С этим же связано посыпание зимних дорог солью: соль понижает температуру плавления льда ниже 0°C.
Построй кривую плавления в приложении Nalukh chem
Нагревай восемь веществ и сравнивай две кривые рядом. Этот симулятор входит в полный доступ. Скачивание бесплатно, без регистрации открыты 2 раздела и 5 симуляторов.
Как пользоваться симулятором?
- Выбери вещество в списке слева. В разделах ЧИСТОЕ ВЕЩЕСТВО и СМЕСЬ по четыре вещества. В каждой строке указана температура или интервал плавления.
- Нажми кнопку Нагревание. Кривая рисуется слева направо примерно за 4 секунды.
- На верхней полосе смотри состояние вещества (ТВЁРДОЕ, ПЛАВИТСЯ, ЖИДКОСТЬ), движение частиц и значение температуры.
- Когда нагрев закончится, на графике появятся температура или интервал плавления и форма кривой. Внизу появится пояснение.
- Нажми кнопку Сравнить, и кривые двух веществ будут нарисованы на одном графике. Сравнивать можно только вещества с одной шкалой: чистая вода, солёная вода, лёд с сахаром; нафталин, стеариновая кислота, свеча; чистая медь, бронзовый сплав. Если нажать на вещество из другой группы, парное ему вещество выберется автоматически.
- Кнопка Нагреть снова повторяет нагрев. Кнопка с круглой стрелкой рядом очищает график.
Задания для симулятора
- Кнопкой Сравнить сравни чистую воду и солёную воду. Ответ: у чистой воды кривая горизонтальна при 0°C, а у солёной воды кривая проходит ниже 0°C, начинается от −6°C и поднимается с наклоном.
- Определи, что плавится при более высокой температуре: стеариновая кислота или свеча. Ответ: стеариновая кислота плавится при 69°C, а свеча заканчивает плавиться при 62°C.
- Сравни чистую медь и бронзовый сплав и рассчитай, на сколько градусов раньше начинает плавиться бронза. Ответ: 1085 − 890 = 195°C.
- По оси времени определи, сколько минут длится горизонтальный участок чистой меди. Ответ: с 3 до 6.4 минуты, примерно 3.4 минуты.
Как проверяют чистоту вещества в лаборатории?
В лаборатории измеряют температуру плавления вещества и сравнивают её со справочным значением. Чистое вещество плавится в узком интервале, и результат совпадает со справочным значением. Образец с примесями начинает плавиться ниже справочного значения и плавится в широком интервале.
Кривая настоящего опыта не бывает такой ровной, как в симуляторе. Стеариновая кислота в школьной лаборатории обычно не совсем чистая, поэтому горизонтальный участок может быть немного наклонным.
