Der Schmelzpunkt (oder Schmelzpunkt ) einer reinen Substanz oder eines Eutektikums ist bei einem gegebenen Druck die Temperatur, bei der der flüssige und der feste Zustand dieser Substanz im Gleichgewicht koexistieren können . Wenn die Substanz (anfänglich fest) erhitzt wird, schmilzt sie bei dieser Temperatur und die Temperatur kann nicht ansteigen, bis der gesamte Feststoff verschwunden ist. Wenn umgekehrt die Substanz (anfänglich flüssig) abgekühlt wird, verfestigt sie sich bei derselben Temperatur, die daher auch als Erstarrungspunkt (oder Erstarrungstemperatur ) bezeichnet werden kann. Bei einigen Substanzen , das Wasser ist der Erstarrungs oft bezeichnet Gefrieren: das Gefrierpunkt von Wasser bei 1 atm beträgt 0,002 519 ± 0,000 002 ° C .
Andere Substanzen als reine Substanzen und Eutektika haben keinen Schmelzpunkt, da ihr Schmelzen (oder Erstarren) über einen Temperaturbereich erfolgt. Es gibt daher einen Beginn der Schmelztemperatur ( Solidustemperatur oder einfach Solidus genannt) und ein Ende der Schmelztemperatur ( Liquidustemperatur oder einfach Liquidus).
Die meisten Substanzen verflüssigen sich und verfestigen sich bei ungefähr derselben Temperatur. Für Quecksilber beträgt der Schmelz- und Gefrierpunkt beispielsweise 234,32 K ( –38,82 ° C ). Einige Substanzen haben jedoch die Eigenschaft, unterkühlt werden zu können und können daher bei einer Temperatur unter ihrem theoretischen Gefrierpunkt gefrieren. Wasser ist ein Beispiel dafür, dass der Oberflächendruck von reinen Wassermolekülen schwer zu entfernen ist und Wassertropfen bis zu –42 ° C in Wolken gefunden werden können, wenn sie keinen Gefrierkern enthalten .
Wenn ein reiner Festkörper erhitzt wird, steigt die Temperatur bis zum Schmelzpunkt. Zu diesem Zeitpunkt bleibt die Temperatur konstant, bis der Körper vollständig in die flüssige Phase übergegangen ist. Der Unterschied in der Energie, um die vollständige Verschmelzung dieses reinen Körpers zu bewirken, beruht daher nicht nur auf dem, der hinzugefügt werden muss, um die kritische Temperatur zu erreichen, sondern es ist auch notwendig, die latente Wärme ( ) hinzuzufügen , um vom festen Zustand in den festen Zustand überzugehen flüssigen Zustand.
Aus der Sicht der Thermodynamik , die Enthalpie ( ) und die Entropie ( ) das Material daher erhöhen ( ) bei der Schmelztemperatur in einer Weise , dass sie ausgedrückt werden können , wenn ein Körper mit der Masse m als auch zu ändern.:
und was gibtmit:
Im Gegensatz zur Verdampfungstemperatur ( Siedepunkt ) ist die Schmelztemperatur völlig unabhängig von Druckänderungen, da die Molvolumina der festen Phase und der flüssigen Phase ziemlich nahe beieinander liegen.
Wenn man in derselben Familie chemischer Verbindungen bleibt, steigt der Schmelzpunkt im Allgemeinen mit der Molmasse .
Das Element im Periodensystem mit der höchsten Schmelztemperatur ist Wolfram mit 3683 K ( 3410 ° C ), was es beispielsweise zu einer hervorragenden Wahl für Glühlampen gemacht hat. Jedoch Kohlenstoff ( Graphit ) eine Schmelztemperatur von 3825 ° C . Das Ta 4 HfC 5ist das feuerfeste Material mit dem höchsten Schmelzpunkt bei 4.488 K ( 4.215 ° C ) .
Am anderen Ende des Spektrums gefriert Helium nur bei einer Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt und unter einem Druck von 20 Atmosphären .
Der Schmelzpunkt ist daher eine Möglichkeit, die Reinheit eines Stoffes zu überprüfen: Jede Verunreinigung variiert den Schmelzpunkt des getesteten Stoffes.
Der Übergang zwischen fest und flüssig tritt jedoch bei einigen Substanzen über einen bestimmten Temperaturbereich auf. Beispielsweise schmilzt Agar bei 85 ° C , verfestigt sich jedoch zwischen 31 ° C und 40 ° C durch einen Hystereseprozess . Andererseits haben amorphe Substanzen wie Glas oder bestimmte Polymere im Allgemeinen keinen Schmelzpunkt, da sie kein tatsächliches Schmelzen erfahren, sondern einen Glasübergang .
Es gibt auch andere Ausnahmen:
Es gibt verschiedene Schmelzpunkt Meßeinrichtungen jeweils bezogen auf die Rückgabe eines Temperaturgefälle . Sie können entweder aus einer Metallheizplatte wie der Kofler-Bank oder dem Maquenne-Block oder aus einem Ölbad wie dem Thiele-Rohr bestehen .
In der praktischen Laborarbeit werden automatische Schmelzpunktmessgeräte eingesetzt. Sie sind einfach zu bedienen, laufen schneller, liefern wiederholbare Ergebnisse und sind präziser.
Die folgende Tabelle gibt die Schmelztemperatur chemischer Elemente ( einfache Körper ) in Grad Celsius (° C ) in ihrem Standardzustand an .
H- 259 |
Er - 272 |
|||||||||||||||||
Li 181 |
Sei 1 287 |
B 2,075 |
C 3.500 |
N - 210 |
O- 219 |
F −219 |
Ne −249 |
|||||||||||
Na 98 |
Mg 650 |
Al 660 |
Wenn 1.414 |
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 |
Ass 817 |
Se 221 |
Br −7 |
Kr −157 |
|
Rb 39 |
Sr 777 |
Y 1,522 |
Zr 1 855 |
Nb 2 477 |
MB 2,623 |
Tc 2 157 |
Ru 2 333 |
Rh 1,964 |
Pd 1,555 |
Ag 962 |
Cd 321 |
In 157 |
Sn 232 |
Sb 631 |
Te 450 |
I 114 |
Xe −112 |
|
Cs 29 |
Ba 727 |
* * |
Lesen Sie 1 663 |
Hf 2 233 |
Ihre 3 017 |
W 3 422 |
Zu 3 185 |
Knochen 3.033 |
Ir 2446 |
Pt 1,768 |
Um 1 064 |
Hg- 39 |
Tl 304 |
Pb 327 |
Bi 271 |
Po 254 |
Bei 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 |
↓ | ||||||||||||||||||
* * |
Der 920 |
Diese 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 1 135 |
Np 644 |
Pu 640 |
Am 1 176 |
Cm 1 345 |
Bk 986 |
Vgl. 900 |
Ist 860 |
Fm 1,527 |
Md 827 |
Nr. 827 |
Wir stellen insbesondere fest, dass: