KAPALNÝ STAV: VLASTNOSTI, PŘÍKLADY - CHEMIE - 2025

Tekutém stavu je jedním z hlavních skupenství, že hmota přijímá a které je hojně pozorována hydrosféry Země, ale ne s ohledem na vesmíru a jeho žárovkami nebo ledových teplot. Vyznačuje se prouděním a je kompaktnější než plyny. Například proudí moře, řeky, jezera a oceány a jsou v tekutém stavu.

Kapalina je „můstkem“ mezi pevným a plynným stavem pro danou látku nebo sloučeninu; Můstek, který může být malý nebo extrémně široký, což ukazuje, jak stabilní je kapalina ve vztahu k plynu nebo pevné látce, a stupeň jejích soudržných sil mezi atomy nebo molekulami, které jsou jejich součástí.

Vodopády a řeky jsou jasným příkladem schopnosti vody protékat. Zdroj: florianpics04 od Pixabay.

Tekutinou se pak rozumí veškerý ten materiál, přírodní nebo umělý, schopný volně teče ve prospěch nebo proti gravitaci. Na vodopádech a řekách je vidět proud čerstvých vodních toků, stejně jako v moři přemístění jeho pěnivých hřebenů a jejich lámání na pobřeží.

Voda je pozemská kapalina par excellence a chemicky vzato je ze všech výjimečná. Avšak za předpokladu požadovaných fyzikálních podmínek může jakýkoli prvek nebo definovaná sloučenina přejít do kapalného stavu; například soli a kapalné plyny nebo žáruvzdorná forma naplněná roztaveným zlatem.

Charakteristika tekutého stavu

Nemají jednoznačný tvar

Na rozdíl od pevných látek vyžadují kapaliny povrch nebo nádobu, aby získaly proměnlivé tvary.

V důsledku nepravidelností terénu se tedy řeky „meandrují“, nebo pokud se na podlahu vylije kapalina, šíří se jako povrchová voda. Podobně, naplněním kontejnerů nebo kontejnerů jakékoli geometrie nebo designu do sytosti získávají tekutiny svou podobu zabírající celý svůj objem.

Mají dynamický povrch

Tělesa také přijímají povrchy, ale jsou prakticky (protože mohou erodovat nebo korodovat) nezávisle na jejich prostředí nebo kontejneru, který je ukládá. Místo toho se povrch tekutin vždy přizpůsobí šířce nádoby a její plocha může kmitat, pokud je otřesena nebo dotknuta.

Povrchy tekutin jsou dynamické, pohybují se neustále, i když je nelze vidět pouhým okem. Pokud je kámen vržen do zdánlivě klidného rybníka, bude pozorován vzhled soustředných vln, které se pohybují od místa, kde kámen spadl, směrem k okrajům rybníka.

Jsou nepochopitelné

Ačkoli existují výjimky, většina kapalin je nepochopitelná. To znamená, že k výraznému snížení jejich objemu je zapotřebí obrovského tlaku.

Jsou molekulárně dynamické

Atomy nebo molekuly mají volnost pohybu v kapalinách, takže jejich intermolekulární interakce nejsou dostatečně silné, aby je udržovaly pevné v prostoru. Tento dynamický charakter jim umožňuje interagovat, solubilizovat nebo ne plyny, které se srazí s jejich povrchy.

Představují povrchové napětí

Kapalné částice vzájemně interagují ve větší míře než s částicemi plynu, které se vznášejí na jejich povrchu. V důsledku toho částice, které definují povrch kapaliny, zažívají sílu, která je přitahuje ke dnu, což je proti zvětšování jejich plochy.

Proto, když se tekutina vylije na povrch, který nemohou navlhčit, jsou uspořádány jako kapky, jejichž tvary se snaží minimalizovat jejich plochu a tím i povrchové napětí.

Jsou makroskopicky homogenní, ale mohou být molekulárně heterogenní

Kapaliny vypadají jako pouhé oko homogenní, pokud se nejedná o emulze, suspenze nebo směsi nemísitelných tekutin. Například, pokud se tání gallia, budeme mít stříbrnou tekutinu kdekoli se na to podíváme. Molekulární vzhledy však mohou být klamné.

Částice kapaliny se volně pohybují, nejsou schopny vytvořit strukturální vzorec dlouhého dosahu. Takové svévolné a dynamické uspořádání lze považovat za homogenní, ale v závislosti na molekule může kapalina hostit oblasti s vysokou nebo nízkou hustotou, které by byly distribuovány heterogenně; i když se tyto regiony pohybují.

Zmrazit nebo odpařit

Kapaliny mohou obvykle podléhat dvěma fázovým změnám: pevná (zmrazení) nebo plynná (odpařování). Teploty, při kterých k těmto fyzikálním změnám dochází, se nazývají teploty tání nebo teploty varu.

Když částice zamrznou, ztratí energii a stanou se fixovanými v prostoru, nyní orientovanými intermolekulárními interakcemi. Pokud je výsledná struktura periodická a uspořádaná, pak se říká, že spíše než zamrzla, krystalizovala (jako je tomu u ledu).

Zmrazování se zrychluje v závislosti na rychlosti, s jakou se tvoří jádra krystalizace; to znamená, malé krystaly, které vyrostou v robustní.

Mezitím je ve vypařování veškerý řád narušen: částice získávají energii prostřednictvím tepla a unikají do plynné fáze, kde cestují s větší svobodou. Tato fázová změna je urychlena, pokud je podporován růst bublin uvnitř kapaliny, který překonává vnější tlak a který vyvíjí samotná kapalina.

Příklady kapalin

Voda

Na planetě Zemi najdeme ve velké míře nejpodivnější a nejpřekvapivější tekutinu ze všech: vodu. Tolik, že tvoří to, co je známé jako hydrosféra. Oceány, moře, jezera, řeky a vodopády jsou příklady tekutin v jejich nejlepším stavu.

Láva

Další známou tekutinou je láva, hořící rudě horká, která má charakteristiku proudění a běhu z kopce sopkami.

Ropa

Podobně můžeme zmínit olej, komplexní, černou, olejovou kapalnou směs složenou převážně z uhlovodíků; a nektar květů, jako medy včelích úlů.

V kuchyni

Oleje

Při vaření jsou přítomny tekutiny. Mezi nimi máme: ocet, vína, worcestershirovou omáčku, olej, vaječnou bílou, mléko, pivo, kávu a další. A pokud se vaří ve tmě, jako příklad tekutiny se počítá také rozpuštěný svíčkový vosk.

V laboratořích

Všechna rozpouštědla používaná v laboratořích jsou příklady kapalin: alkoholy, amoniak, parafiny, toluen, benzín, chlorid titaničitý, chloroform, disulfid uhlíku a další.

Plyny, jako je vodík, helium, dusík, argon, kyslík, chlor, neon atd., Mohou být kondenzovány v jejich příslušných kapalinách, které se vyznačují tím, že jsou použity pro kryogenní účely.

Stejně tak je rtuť a brom, jediné tekuté prvky za normálních podmínek, a kovy s nízkými teplotami tání, jako je gallium, cesium a rubidium.

Reference

1. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie (8. ed.). CENGAGE Učení.
2. Serway & Jewett. (2009). Fyzika: pro vědu a techniku ​​s moderní fyzikou. Svazek 2. (Sedmé vydání). Cengage Learning.
3. Wikipedia. (2019). Kapalina. Obnoveno z: en.wikipedia.org
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (20. července 2019). Definice kapalin v chemii. Obnoveno z: thinkco.com
5. Belford Robert. (5. června 2019). Vlastnosti kapalin. Chemistry LibreTexts. Obnoveno z: chem.libretexts.org