Kusēšana pret šķīšanu
Kusēšana un šķīdināšana teorētiski ir fizikālas un ķīmiskas parādības, taču tās katru dienu notiek tieši mūsu acu priekšā. Vai neesat redzējuši ledus kūst ūdenī? Vai neesat redzējuši, kā tiek pagatavota kafijas tase? Tie ir attiecīgi kušanas un šķīšanas procesi, kuriem mēs katru dienu redzam. Tomēr vienmēr pastāv tendence domāt, ka abi nozīmē vienu un to pašu, jo galu galā kaut kas tiek pārvērsts šķidrumā, kā mēs novērojam.
Kusēšana
Kausēšana ir fāzes maiņa. Ir 3 galvenās fāzes, kurās var pastāvēt matērija. Tās ir cietas, šķidras un gāzes. Kad cieta viela kļūst par savu šķidrumu, šo parādību sauc par “kušanu” vai saplūšanu. Lai viela izkausētu, ir jānodrošina enerģija. Šo enerģiju var piegādāt kā siltumu vai spiedienu. Temperatūru, kurā cieta viela pārvēršas par šķidrumu, sauc par "kušanas temperatūru". Tā kā fāzes maiņa ir līdzsvarā; i., tas var notikt abos veidos, tas ir arī reversās reakcijas “sasalšanas punkts”.
Kas kūst? Ja viela pastāv kā cieta viela, tai ir kristāliska struktūra vai ļoti stingra struktūra. Piemēram, NaCl (sāls) pastāv režģa struktūrā, kur katru Na+ ieskauj 6 Cl– joni un katrs Cl – jonu ieskauj 6 Na+ joni. Lai šī viela būtu šķidra, šai kristāliskajai struktūrai vajadzētu saplīst, un tai ir nepieciešams daudz enerģijas, kas norāda uz ļoti augstu kušanas temperatūru. Vielām, kuras var viegli sadalīt mazāk sakārtotā šķidrā stāvoklī, ir zemākas kušanas temperatūras.
Izšķīšana
No otras puses, izšķīdināšana nav fāzes maiņa. Tas ir vienkārši, ja vielu sajauc ar šķidrumu un stabilizē šķidrā vidē. Vielu, kas tiek izšķīdināta, sauc par “šķīdinātāju”, un vidi, kurā tā tiek izšķīdināta, sauc par “šķīdinātāju”, kas kopā veido “šķīdumu”. Kas notiek izšķīdināšanā? Ja mēs atkal par piemēru ņemam NaCl, mēs redzējām, ka to ir diezgan grūti izkausēt. Bet NaCl izšķīdināšana, teiksim, ūdenī, ir salīdzinoši vienkārša. Tas ir tāpēc, ka, atdalot Na+ un Cl- jonus šķidrā vidē, ūdens molekulas pārklāj katru no tām, veidojot ap tām “hidratācijas sfēras”. Tas stabilizē to eksistenci šķidrā vidē. Kā minēts iepriekš, šķīdināšana ne vienmēr ir šķidrumā stabilizēta cieta viela, bet tas var būt cits šķidrums vai pat gāze. Lietojot alkoholiskos dzērienus, tiek sajaukti ar citu šķidru soda, kur šķidrums tiek izšķīdināts citā, un sodā mēs zinām, ka CO2 gāze tiek izšķīdināta ūdenī.
Kāda ir atšķirība starp kausēšanu un šķīdināšanu?
• Kušana ir fāzes maiņa (ciets šķidrums), bet šķīdināšana nav.
• Vielas kausēšanai enerģija ir jāpiegādā vai nu kā siltums, vai spiediens, bet tās izšķīdināšanai parasti nav būtiskas nozīmes (dažām vielām ir nepieciešama enerģija, lai izšķīdinātu).
• Lai viela izkustu, tai jāsasniedz “kušanas punkta” temperatūra, bet šķīdināšanai šādas prasības nav.
• Izkausēta viela ir tīra šķidra cietas vielas forma, kas tika izkususi, bet šķīdums vienmēr ir divu vai vairāku vielu maisījums.
