Innehåll
Smältpunkt är temperaturen vid vilken ett fast ämne förvandlas till en vätska. I teorin är smältpunkten för ett fast ämne detsamma som vätskans fryspunkt - den punkt där det förvandlas till ett fast ämne. Till exempel är is en fast form av vatten som smälter vid 0 grader Celsius / 32 grader Fahrenheit och förändras till dess flytande form. Vatten fryser vid samma temperatur och förvandlas till is. Det är svårt att värma fast material till temperaturer över deras smältpunkter, så att hitta smältpunkten är ett bra sätt att identifiera ett ämne.
TL; DR (för lång; läste inte)
Molekylär sammansättning, attraktionskraft och närvaro av föroreningar kan alla påverka ämnets smältpunkt.
Molekylers sammansättning
När molekyler är tätt packade tillsammans har ett ämne en högre smältpunkt än ett ämne med molekyler som inte packar bra. Exempelvis har symmetriska neopentanmolekyler en högre smältpunkt än isopentan, där molekyler inte packar bra. Molekylstorlek påverkar också smältpunkten. När andra faktorer är lika smälter mindre molekyler vid lägre temperaturer än större molekyler. Till exempel är etanolens smältpunkt -114,1 grader Celsius / -173,4 grader Fahrenheit, medan smältpunkten för den större etylcellulosamolekylen är 151 grader Celsius / 303,8 grader Fahrenheit.
Makromolekyler har gigantiska strukturer som består av många icke-metala atomer förenade med intilliggande atomer av kovalenta bindningar. Ämnen med jätte kovalenta strukturer, såsom diamant, grafit och kiseldioxid, har extremt höga smältpunkter eftersom flera starka kovalenta bindningar måste brytas innan de kan smälta.
Attraktionskraften
En stark attraktion mellan molekyler resulterar i en högre smältpunkt. I allmänhet har jonföreningar höga smältpunkter eftersom de elektrostatiska krafterna som förbinder jonerna - jonjoninteraktionen - är starka. I organiska föreningar leder närvaron av polaritet, särskilt vätebindning, vanligtvis till en högre smältpunkt. Smältpunkter för polära substanser är högre än smältpunkter för icke-polära ämnen med liknande storlekar. Till exempel är smältpunkten för jodmonoklorid, som är polär, 27 grader Celsius / 80,6 grader Fahrenheit, medan smältpunkten för brom, en icke-polär substans, är -7,2 grader Celsius / 19,04 grader Fahrenheit.
Närvaro av föroreningar
Ora fasta ämnen smälter vid lägre temperaturer och kan också smälta över ett större temperaturområde, känd som smältpunktdepression. Smältpunktintervallet för rena fasta ämnen är smalt, vanligtvis endast 1 till 2 grader Celsius, känd som en skarp smältpunkt. Föroreningar orsakar strukturella defekter som underlättar intermolekylära interaktioner mellan molekylerna. En skarp smältpunkt är ofta bevis för att ett prov är ganska rent och ett brett smältområde är bevis på att det inte är rent. Till exempel har en ren organisk kristall enhetliga molekyler, perfekt packade tillsammans. Kristallerna är emellertid orena när de förekommer i en blandning av två olika organiska molekyler eftersom de inte passar bra ihop. Det tar mer värme att smälta den rena strukturen.