Čo sú bod topenia a bod varu?
Bod topenia je teplota, pri ktorej sa pevná látka mení na kvapalinu.
Bod varu je teplota, pri ktorej sa kvapalina mení na plyn — a to v celom svojom objeme, nie len na povrchu.
Každá čistá látka má tieto hodnoty presne určené. Sú to dôležité fyzikálne vlastnosti, pomocou ktorých vieme látku identifikovať.
Príklady bodov topenia a varu
| Látka | Bod topenia (°C) | Bod varu (°C) |
|---|---|---|
| Voda | 0 | 100 |
| Etanol (lieh) | −114 | 78 |
| Sodík (kov) | 98 | 883 |
| Železo | 1 538 | 2 862 |
| Dusík | −210 | −196 |
| Síra | 119 | 445 |
Oceľ sa taví až pri teplote okolo 1 400 °C. Práve táto vysoká teplota topenia robí zo železa a ocele ideálne materiály na výrobu nosných konštrukcií budov, mostov aj koľají — pri bežných teplotách zostávajú pevné.
Čistá látka vs. zmes
Čistá látka má ostrý bod topenia — roztaví sa pri jednej presne určenej teplote.
Zmes (nečistá látka) sa topí v teplotnom rozmedzí — topenie začína nižšie a konší vyššie, pretože rôzne zložky zmesi sa topia pri rôznych teplotách.
Táto vlastnosť sa využíva v laboratóriách na overenie čistoty látok. Ak sa látka topí pri ostrom bode, je čistá. Ak sa topí postupne v rozmedzí niekoľkých stupňov, obsahuje prímesi.
Vplyv nadmorskej výšky a tlaku
Bod varu závisí od atmosferického tlaku. Vo vysokej nadmorskej výške je tlak vzduchu nižší, preto voda vrie pri nižšej teplote ako 100 °C. Napríklad v Himalájach (5 000 m n. m.) vrie voda pri asi 83 °C. Preto sa vajcia na horách varia dlhšie.
V tlakových hrncoch sa varí pri vyššom tlaku ako je atmosferický. Voda v nich vrie až pri asi 120 °C, vďaka čomu sa jedlo uvarí rýchlejšie a šetrí sa energia.
Meranie bodu topenia v laboratóriu
V laboratóriu sa bod topenia meria tak, že látku pomaly zahrievame a sledujeme teplotu, pri ktorej sa začína topiť. Termometer zaznamenáva teplotu a pozorujeme, či je topenie ostré (čistá látka) alebo pomalé a postupné (zmes).
Prax: Posypová soľ v zime
Soľ sa sype na ľad na cestách, pretože znižuje bod tuhnutia vody pod 0 °C. To je príklad znižovania bodu topenia prímesami. Rovnaký princíp využíva nemrznúca zmes v chladičoch áut (etylénglykolová zmes), ktorá zabraňuje zamrznutiu chladiacej vody.
Prax: Zlato a bod topenia
Zlatníci môžu skúšať pravosť kovu pomocou bodu topenia. Čisté zlato sa topí pri 1064 °C. Lacnejšie kovy ako mosadz sa topia pri oveľa nižšej teplote. Bod topenia slúži ako „odtlačok prsta" na identifikáciu látok.
Prax: Varenie vo výškach a tlakový hrniec
Vo vysokých nadmorských výškach (napr. v Himalájach) je vzduchový tlak nižší, preto voda vrie pri asi 83 °C namiesto 100 °C — jedlo sa varí dlhšie. Tlakový hrniec robí opak: zvyšuje tlak, takže voda vrie až pri ~120 °C a jedlo sa uvarí rýchlejšie.
Kde to vidíš v reálnom živote? Voda pri varení cestovín vrie pri 100 °C. Soľ vo vode mierne zvyšuje bod varu. Tlakové hrnce a výstupy do hôr využívajú rovnaký princíp bodu varu.
Cvičné príklady
Chemik skúma dve vzorky látky A a látky B. Látka A sa topí pri ostrej teplote 80 °C, látka B sa topí od 75 °C do 85 °C. Ktorá je čistá a ako to vieš?
Zobraziť odpoveď
Prečo vo vysokhorskom táborísku trvá uvarenie vajíčka dlhšie ako doma?