Topljenje vs otapanje
Topljenje i otapanje teoretski su fizikalni i kemijski fenomeni, ali se svakodnevno događaju pred našim očima. Niste vidjeli da se led topi do vode? Niste vidjeli kako se pravi šalica kave? Pa, to su procesi topljenja i otapanja kojima svjedočimo svaki dan. Međutim, uvijek postoji tendencija da mislimo da oboje znači isto, jer se na kraju nešto pretvara u tekućinu kako promatramo.
Topljenje
Topljenje je fazna promjena. Postoje 3 glavne faze u kojima materija može postojati. Oni su čvrsti, tekući i plinski. Kada čvrsta tvar postane vlastita tekućina, taj se fenomen naziva "topljenjem" ili fuzijom. Da bi se tvar istopila, treba osigurati energiju. Ova se energija može isporučiti kao toplina ili kao tlak. Temperatura na kojoj krutina pretvara tekućinu naziva se "talište". Budući da je fazna promjena u ravnoteži; tj. može se dogoditi na oba načina, ujedno je i „točka ledišta“za obrnutu reakciju.
Što se topi? Kada tvar postoji u obliku čvrste supstance, ona ima kristalnu strukturu ili vrlo krutu strukturu. Na primjer, NaCl (sol) postoji u strukturi rešetke gdje je svaki Na + okružen 6 Cl - ionima, a svaki Cl - ion 6 - Na + ionima. Da bi ta tvar bila tekućina, ova kristalna struktura trebala bi se razbiti i zahtijeva puno energije, što ukazuje na vrlo visoko talište. Tvari koje bi se lako mogle razbiti u manje uređeno tekuće stanje imaju niža tališta.
Rastvaranje
Otapanje, s druge strane, nije fazna promjena. Jednostavno je kada se tvar pomiješa s tekućinom i stabilizira u tekućem mediju. Tvar koja se otapa naziva se "otopljena tvar", a medij u kojem je otopljena naziva se "otapalo" koje zajedno čini "otopinu". Što se događa u otapanju? Ako opet uzmemo NaCl za primjer, vidjeli smo da ga je prilično teško otopiti. Ali otapanje NaCl, recimo u vodi, vrlo je jednostavno usporedno. To je zato što kad se ioni Na + i Cl- razdvoje u tekućem mediju, molekule vode prekrivaju svaku od njih stvarajući oko sebe "hidracijske sfere". To stabilizira njihovo postojanje u tekućem mediju. Kao što je ranije spomenuto, otapanje nije nužno krutina stabilizirana u tekućini, ali to može biti neka druga tekućina, ili čak plin. Kada se konzumira alkoholna pića miješa se s drugom tekućom soda, pri čemu se tekućina otapa u drugoj, a u sode smo svjesni da CO2 plin se otopi u vodi.
Koja je razlika između topljenja i otapanja?
• Topljenje je fazna promjena (kruta tekućina), ali otapanje nije.
• Za topljenje tvari treba dovoditi energiju ili kao toplinu ili kao tlak, ali za njezino otapanje uglavnom nije neophodno (nekim tvarima je potrebna energija za otapanje).
• Da bi se tvar istopila, trebala bi doseći temperaturu "tališta", ali za otapanje takav zahtjev ne postoji.
• Rastopljena tvar je čisti tekući oblik krutine koja je rastopljena, ali otopina je uvijek smjesa dvoje ili više.
