Topljenje vs rastvaranje
Topljenje i otapanje su teoretski fizički i hemijski fenomeni, ali se svakodnevno dešavaju pred našim očima. Zar niste vidjeli kako se led topi u vodu? Zar niste vidjeli kako se pravi šolja kafe? Pa, to su procesi topljenja, odnosno rastapanja kojima svjedočimo svaki dan. Međutim, uvijek postoji tendencija da se misli da oboje znače istu stvar jer se na kraju nešto pretvori u tekućinu kao što vidimo.
Topljenje
Topljenje je promena faze. Postoje 3 glavne faze u kojima materija može postojati. To su čvrsti, tečni i gasoviti. Kada čvrsta supstanca postane sopstvena tečnost, ovaj fenomen se naziva „tapanje“ili fuzija. Da bi se supstanca rastopila, treba obezbediti energiju. Ova energija se može isporučiti kao toplota ili pritisak. Temperatura na kojoj čvrsta materija prelazi u tečnost naziva se „tačka topljenja“. Pošto je fazna promena u ravnoteži; tj. može se desiti na oba načina, to je i “tačka smrzavanja” za obrnutu reakciju.
Šta se topi? Kada supstanca postoji kao čvrsta materija, ona ima kristalnu strukturu ili vrlo krutu strukturu. Na primjer, NaCl (sol) postoji u strukturi rešetke gdje je svaki Na+ okružen sa 6 Cl– jona i svakim Cl – jon je okružen sa 6 Na+ jona. Da bi ova supstanca bila tečnost, ova kristalna struktura bi trebalo da se razbije i zahteva mnogo energije, što ukazuje na veoma visoku tačku topljenja. Supstance koje se lako mogu razbiti u manje uređeno tečno stanje imaju niže tačke topljenja.
Rastvaranje
Otapanje, s druge strane, nije fazna promjena. Jednostavno je kada se supstanca pomeša sa tečnošću i stabilizuje u tečnom mediju. Supstanca koja se rastvara naziva se "otopljena supstanca", a medij u kojem je rastvoren naziva se "rastvarač" koji zajedno čini "otopinu". Šta se dešava u rastvaranju? Ako opet uzmemo za primjer NaCl, vidjeli smo da ga je prilično teško rastopiti. Ali otapanje NaCl, recimo u vodi, je relativno lako. To je zato što kada se joni Na+ i Cl- razdvoje u tečnom mediju, molekuli vode pokrivaju svaki od njih praveći „hidracijske sfere“oko njih. Ovo stabilizuje njihovo postojanje u tečnom mediju. Kao što je ranije spomenuto, otapanje nije nužno čvrsta supstanca stabilizirana u tekućini, ali može biti druga tekućina ili čak plin. Prilikom konzumiranja alkoholna pića se pomiješaju sa drugom tečnom gaziranom vodom, pri čemu je tekućina otopljena u drugoj, a u sodi smo svjesni da je CO2 plin otopljen u vodi.
Koja je razlika između topljenja i rastvaranja?
• Topljenje je fazna promjena (čvrsto-tečno), ali otapanje nije.
• Za topljenje supstance energija treba biti dostavljena ili kao toplota ili pritisak, ali njeno otapanje generalno nije neophodno (neke supstance zahtevaju energiju da bi se rastvorile).
• Da bi se supstanca rastopila treba da dostigne temperaturu “tačke topljenja”, ali za otapanje ne postoji takav zahtjev.
• Rastopljena supstanca je čisti tečni oblik čvrste supstance koja je otopljena, ali je rastvor uvek mešavina dva ili više.
