Erstarrungsdefinition und Beispiele in der Chemie

Erstarrung, auch Gefrieren genannt, ist eine Phasenänderung von Materie, die zur Bildung eines Feststoffs führt. Im Allgemeinen tritt dies auf, wenn die Temperatur einer Flüssigkeit unter ihren Gefrierpunkt gesenkt wird. Obwohl der Gefrierpunkt und der Schmelzpunkt der meisten Materialien die gleiche Temperatur haben, ist dies nicht für alle Substanzen der Fall, so dass Gefrierpunkt und Schmelzpunkt nicht unbedingt austauschbare Begriffe sind. Zum Beispiel schmilzt Agar (eine Chemikalie, die in Lebensmitteln und im Labor verwendet wird) bei 85 ° C, verfestigt sich jedoch bei 31 ° C bis 40 ° C..

Das Erstarren ist fast immer ein exothermer Vorgang, dh es wird Wärme freigesetzt, wenn eine Flüssigkeit in einen Feststoff übergeht. Die einzige bekannte Ausnahme von dieser Regel ist die Verfestigung von Helium bei niedriger Temperatur. Helium-3 und Helium-4 müssen mit Energie (Wärme) versetzt werden, damit sie gefrieren können.

Erstarrung und Unterkühlung

Unter bestimmten Bedingungen kann eine Flüssigkeit unter ihren Gefrierpunkt abgekühlt werden, jedoch nicht in einen Feststoff übergehen. Dies ist als Unterkühlung bekannt und geschieht, weil die meisten Flüssigkeiten kristallisieren, um einzufrieren. Unterkühlung kann leicht durch vorsichtiges Einfrieren von Wasser beobachtet werden. Das Phänomen kann auftreten, wenn es an guten Keimbildungsstellen mangelt, von denen aus die Verfestigung erfolgen kann. Nukleation ist, wenn Moleküle aus organisierten Clustern stammen. Sobald eine Keimbildung auftritt, schreitet die Kristallisation fort, bis eine Verfestigung eintritt.

Erstarrungsbeispiele

Einige Beispiele für die Verfestigung können im täglichen Leben gefunden werden, einschließlich:

• Einfrieren von Wasser zu Eis in einer Eiswürfelschale
• Schneebildung
• Erstickendes Speckfett beim Abkühlen
• Erstarrung von geschmolzenem Kerzenwachs
• Lava, die in festes Gestein aushärtet