Den smeltepunkt (eller smeltepunkt ) av en ren substans eller av en eutektisk er, ved et gitt trykk , den temperatur ved hvilken den flytende og faste tilstander av denne substans kan eksistere i likevekt . Hvis stoffet (til å begynne med fast stoff) varmes opp, smelter det ved denne temperaturen, og temperaturen kan ikke øke før alt faststoffet har forsvunnet. Omvendt, hvis stoffet (i utgangspunktet flytende) blir avkjølt, størkner det ved samme temperatur, som derfor også kan kalles størkningspunkt (eller størkningstemperatur ). For noen stoffer i vann er størknings ofte referert til frysing: den frysepunktet av vann ved 1 atm er 0,002 519 ± 0,000 002 ° C .
Andre stoffer enn rene stoffer og eutektika har ikke et smeltepunkt fordi deres smelting (eller størkning) skjer over et temperaturområde. Det er derfor begynnelsen på smeltetemperaturen (kalt solidustemperatur eller rett og slett solidus) og slutten på smeltetemperaturen ( liquidus temperatur eller bare liquidus).
De fleste stoffer flytende og stivner ved omtrent samme temperatur. For kvikksølv er smelte- og frysepunktet for eksempel 234,32 K ( −38,82 ° C ). Imidlertid har flere stoffer den egenskapen at de kan bli superkjølt og kan derfor fryse ved en temperatur under det teoretiske frysepunktet. Vann er et eksempel fordi overflatetrykket til rent vannmolekyler er vanskelig å fjerne, og vanndråper ned til -42 ° C kan bli funnet i skyer hvis de ikke inneholder en frysekjerne .
Når et rent fast legeme varmes opp, stiger temperaturen til den når smeltepunktet. På dette tidspunktet forblir temperaturen konstant til kroppen har gått helt inn i væskefasen. Forskjellen i energi for å oppnå fullstendig fusjon av denne rene kroppen skyldes derfor ikke bare den som må tilsettes for å nå den kritiske temperaturen, men det er også nødvendig å tilsette den latente varmen ( ) for å passere fra fast tilstand til flytende tilstand.
Fra det synspunkt av termodynamikk , den entalpi ( ) og entropi ( ) av materialet således øke ( ) ved den smeltetemperaturen på en slik måte at de kan uttrykkes ved endring av et legeme av massen m i tillegg.:
og hva girmed:
I motsetning til fordampningstemperaturen ( kokepunkt ), er smeltetemperaturen ganske uavhengig av trykkendringer, fordi molarvolumene i fast fase og væskefasen er ganske nærme.
Generelt, når man forblir i samme familie av kjemiske forbindelser, øker smeltepunktet med molær masse .
Elementet på det periodiske systemet med den høyeste smeltetemperaturen er wolfram ved 3683 K ( 3410 ° C ), noe som har gjort det til et utmerket valg for eksempel for glødelamper . Imidlertid karbon ( grafitt ) har en smeltetemperatur på 3825 ° C . Den Ta 4 HfC 5er det ildfaste materialet med høyest smeltepunkt ved 4 488 K (4 215 ° C ) .
I den andre enden av spekteret fryser helium bare ved en temperatur nær absolutt null og under et trykk på 20 atmosfærer .
Smeltepunktet er derfor en måte å kontrollere renheten til et stoff: enhver urenhet vil variere smeltepunktet for det testede stoffet.
Overgangen mellom fast og flytende skjer imidlertid over et bestemt temperaturområde for noen stoffer. For eksempel smelter agar ved 85 ° C, men stivner mellom 31 ° C og 40 ° C ved en hystereseprosess . På den annen side har amorfe stoffer , slik som glass eller visse polymerer , generelt ikke noe smeltepunkt, fordi de ikke gjennomgår faktisk smelting, men en glassovergang .
Det er også andre unntak:
Det finnes forskjellige smeltepunkt måleanordninger alle baserer seg på gjenopprettelsen av en temperatur -gradient . De kan bestå av enten en varm metallplate som Kofler-benken eller Maquenne-blokken , eller av et oljebad som Thiele-røret .
I praktisk laboratoriearbeid brukes automatiske smeltepunktmåleapparater. De er enkle å bruke, løper raskere, gir repeterbare resultater og er mer presise.
Tabellen nedenfor gir smeltetemperaturen, i grader Celsius (° C), av kjemiske elementer ( enkle legemer ) i sin standardtilstand .
H −259 |
Han −272 |
|||||||||||||||||
Li 181 |
Vær 1 287 |
B 2.075 |
C 3.500 |
N −210 |
O −219 |
F −219 |
Ne −249 |
|||||||||||
Na 98 |
Mg 650 |
Al 660 |
Hvis 1414 |
P 44 |
S 115 |
Cl −102 |
Ar −189 |
|||||||||||
K 64 |
Ca 842 |
Sc 1,541 |
Ti 1 668 |
V 1 910 |
Cr 1 907 |
Mn 1 246 |
Fe 1 538 |
Co 1495 |
Ni 1.455 |
Cu 1.085 |
Zn 420 |
Ga 30 |
Ge 938 |
Ess 817 |
Se 221 |
Br −7 |
Kr −157 |
|
Rb 39 |
Sr 777 |
Y 1,522 |
Zr 1 855 |
Nb 2477 |
MB 2,623 |
Tc 2 157 |
Ru 2 333 |
Rh 1.964 |
Pd 1 555 |
Ag 962 |
Cd 321 |
I 157 |
Sn 232 |
Sb 631 |
Te 450 |
I 114 |
Xe −112 |
|
Cs 29 |
Ba 727 |
* |
Les 1663 |
Hf 2 233 |
Din 3 017 |
W 3 422 |
Åpne 3 185 |
Ben 3.033 |
Ir 2446 |
Pt 1768 |
Kl. 1064 |
Hg −39 |
Tl 304 |
Pb 327 |
Bi 271 |
Po 254 |
Klokka 302 |
Rn −71 |
Fr 27 |
Ra 696 |
** |
Lr 1.627 |
Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
↓ | ||||||||||||||||||
* |
den 920 |
Denne 799 |
Pr 931 |
Nd 1.016 |
Pm 1042 |
Sm 1.072 |
Eu 822 |
Gd 1313 |
Tb 1.359 |
Dy 1.412 |
Ho 1 472 |
Er 1 529 |
Tm 1 545 |
Yb 824 |
||||
** |
Ac 1 050 |
Th 1 750 |
Pa 1.572 |
U 1135 |
Np 644 |
Pu 640 |
Am 1176 |
Cm 1 345 |
Bk 986 |
Jf 900 |
Er 860 |
Fm 1,527 |
Md 827 |
Nei 827 |
Vi bemerker spesielt at: