Nøgleforskellen mellem smeltepunkt og frysepunkt er, at smeltepunkt er den temperatur, ved hvilken et fast stof vil gå til flydende tilstand, mens frysepunktet er det punkt, hvor enhver væske vil ændre sin tilstand til et fast stof.
Faseændringer er processer, der involverer energifrigivelse eller energiforøgelse. Smeltepunkt og frysepunkt er punkter, hvor faseændringer sker. Med disse kan mange andre egenskaber ved materialet også ændre sig. Teoretisk set er frysepunktet og smeltepunktet for et materiale det samme, men nogle gange for bestemte stoffer adskiller de to værdier sig fra hinanden.
Hvad er smeltepunkt?
Smeltepunkt er den temperatur, ved hvilken et fast stof vil ændre sig til sin flydende tilstand. Det er en fysisk egenskab, vi kan bruge til at identificere en forbindelse. Når et fast stof omdannes til et væskestadium, sker der en faseændring. Det forekommer ved en karakteristisk temperatur for et givet tryk. Til dette skal vi levere den nødvendige energi.
Faseændringen absorberer energi/varme (endotermisk), når den går fra fast til væske. De fleste gange leveres denne energi i form af varme. Der kræves varme for at øge temperaturen af det faste stof til dets smeltepunktstilstand. Ydermere har stoffet brug for energien til at smelte sig selv. Vi kalder denne energi fusionsvarme; dette er en type latent varme.
Latent varme er den varme, der absorberes eller frigives fra et stof under et faseskift. Disse varmeændringer forårsager ikke temperaturændringer, da de absorberes eller frigives. Derfor optager stoffet ved smeltepunktet varme, men temperaturen vil ikke ændre sig tilsvarende. Termodynamisk, ved smeltepunktet, er ændringen af Gibbs frie energi nul. Følgende ligning er gyldig for et materiale ved smeltepunktet. Det viser, at temperaturen ikke ændrer sig, men materialets entalpi og entropi ændres.
ΔS=ΔH/T
Da stoffet absorberer energi, stiger entalpien ved smeltepunktet. I fast tilstand er partikler velordnet og har mindre bevægelse. Men i flydende tilstand øges deres tilfældige natur. Derfor stiger entropien ved smeltepunktet. Ifølge trykket er der et specifikt smeltepunkt for et givet materiale. Vi kan kun bestemme smeltepunkterne for faste stoffer.
Figur 01: Smeltepunkter for forskellige kemiske grundstoffer
I laboratoriet kan vi bruge mange teknikker til at bestemme smeltepunktet. Det er meget nemt at bruge et smeltepunktsapparat. Vi kan putte noget fint pulveriseret fast stof i en kapillar, hvor den ene ende er forseglet. Så skal vi sætte den forseglede ende, der indeholder det faste stof, ind i apparatet. Her skal enden røre metallet indeni. Derefter kan vi observere det faste stof gennem apparatets forstørrelsesglas. Der er også et termometer til at måle temperaturen. Når temperaturen gradvist stiger, opvarmes metallet, og det faste stof i kapillæren vil også opvarmes. Vi kan observere det punkt, hvor smeltningen starter og slutter. Og dette område svarer til smeltepunktet. Vandets smeltepunkt er 0 °C. Wolfram har det højeste smeltepunkt, som er 3410 °C.
Hvad er frysepunktet?
Frysepunkt er den temperatur, ved hvilken enhver væske vil ændre sin tilstand til et fast stof. Temperaturen af smeltepunkt og frysepunkt for et materiale er mere eller mindre den samme værdi. For eksempel bliver vandet til is ved 0°C, og dets smeltepunkt er også 0°C. Mere præcist beskriver frysepunktet ændringen af stoffets fase.
Figur 02: Frysning af vand danner is
Desuden reducerer processen med at fryse et stof entropien. Der er et udtryk i kemi som "frysepunktssænkning", som forklarer, hvordan tilstedeværelsen af et ikke-flygtigt opløst stof i en opløsning sænker opløsningsmidlets frysetemperatur.
Hvad er forskellen mellem smeltepunkt og frysepunkt?
Smeltepunkt og frysepunkt er modsatte retninger af den samme faseændring. Den vigtigste forskel mellem smeltepunkt og frysepunkt er, at smeltepunkt er den temperatur, hvor et fast stof vil gå til flydende tilstand, mens frysepunktet er det punkt, hvor enhver væske vil ændre sin tilstand til et fast stof. Desuden er der også en forskel mellem smeltepunkt og frysepunkt med hensyn til deres entropiændring; mens man smelter et fast stof, stiger entropien, men ved frysning falder entropien. Desuden, selvom smeltepunkt og frysepunktstemperaturer teoretisk er ens for et givet materiale, varierer de praktisk t alt lidt.
Opsummering – Smeltepunkt vs frysepunkt
Smeltepunkt og frysepunkt er to fysiske egenskaber ved stoffer. Den vigtigste forskel mellem smeltepunkt og frysepunkt er, at smeltepunkt er den temperatur, ved hvilken et fast stof vil gå til flydende tilstand, mens frysepunktet er det punkt, hvor enhver væske vil ændre sin tilstand til et fast stof.
