Der Schmelzpunkt (oder Schmelztemperatur) ist die Temperatur, bei der ein Stoff vom festen in den flüssigen Zustand übergeht. Fusion ist eine Eigenschaft, bei der ein Element von der flüssigen Phase in die feste Phase übergeht.
Der Schmelzpunkt wird im Allgemeinen bei Standardatmosphärendruck (1 Atmosphäre oder 100.000 Pascal) und für eine reine Substanz angegeben.
Der Schmelzpunkt eines reinen Elements ist immer höher als der eines unreinen Stoffes. Aus diesem Grund werden Schmelzpunkte häufig verwendet, um organische und anorganische Verbindungen zu charakterisieren und deren Reinheit zu bestimmen. Wenn die Anwesenheit anderer Komponenten erhöht wird, wird der Schmelzpunkt erniedrigt und der Schmelzpunktbereich wird breiter.
Um das Gesagte besser zu verstehen, betrachten wir einen Eisenblock und nehmen an, dass wir ihn erhitzen. Zunächst beginnt seine Temperatur zu steigen, bis er eine Temperatur erreicht, bei der der Eisenblock zu schmelzen beginnt (flüssiger Zustand). Die Temperatur, bei der dieser Vorgang abläuft, wird als Schmelztemperatur bezeichnet.
Der Schmelzprozess eines Elements erfolgt bei konstanter Temperatur, wie bei jeder Phasenänderung. Die während der Schmelzperiode abgegebene Wärme wird als latente Schmelzwärme bezeichnet.
Wie beeinflusst der Druck den Schmelzpunkt?
Die Schmelztemperatur wird durch den auf den Feststoff wirkenden Druck beeinflusst.
Im Allgemeinen verringert eine Druckerhöhung die Schmelztemperatur bei den Stoffen, die sich vom festen in den flüssigen Zustand (Eis) zusammenziehen, und bewirkt, dass sie bei den Stoffen, die sich im gleichen Durchgang ausdehnen, ansteigt.
Es ist zu beachten, dass Druck eine physikalische Eigenschaft ist, die auch vom Volumen abhängt. Eine Volumenreduzierung reduziert den Druck und erhöht die Schmelztemperatur.
Ist der Schmelzpunkt gleich dem Gefrierpunkt?
Theoretisch sollte der Schmelzpunkt eines Feststoffs gleich dem Gefrierpunkt der Flüssigkeit sein. In der Praxis werden kleine Unterschiede zwischen diesen Werten beobachtet.
Wie wird der Schmelzpunkt bestimmt?
Die Messung des Schmelzpunktes erfolgt mit einem Gerät namens Thiele oder in einem Schmelzblock. Der Vorgang wird wie folgt durchgeführt:
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Das Element wird in ein Kapillarröhrchen zum Einsetzen in das Thiele® eingesetzt
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Das Kapillarröhrchen wird langsam erhitzt, bis es seine Phase ändert.
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Die beim Phasenwechsel erfasste Temperatur entspricht der Schmelztemperatur.
Was ist der eutektische Punkt?
Der eutektische Punkt ist wie die minimale Temperatur, bei der ein Gemisch von Feststoffen (in der Regel zwei Feststoffe) schmelzen kann, die eine feste Zusammensetzung haben.
Der eutektische Punkt bestimmt den Schmelzpunkt einer Substanz mit einer anderen.
Beispiele für die Schmelztemperatur einiger Materialien
Wir geben die Werte der Schmelztemperaturen und Siedepunkte einiger Substanzen an, die bei einem Druck von 1 atm bestimmt wurden.
|
Chemische Substanz |
Schmelzpunkt in Grad Celsius |
Siedepunkt in Grad Celsius |
|
Wasser |
0 |
100 |
|
Wasserstoff |
-259,19 |
-252.92 |
|
Kohlenstoff |
3526.8 |
4026.8 |
|
Aluminium |
660.27 |
2518.8 |
|
Quecksilber |
-38.77 |
356.68 |