Nyckelskillnaden mellan smältpunkt och fryspunkt är att smältpunkten är den temperatur vid vilken ett fast ämne kommer att gå till flytande tillstånd medan fryspunkten är den punkt vid vilken en vätska kommer att ändra sitt tillstånd till en fast substans.
Fasförändringar är processer som involverar energiutsläpp eller energivinst. Smältpunkt och fryspunkt är punkter där fasförändringar sker. Med dessa kan även många andra egenskaper hos materialet förändras. Teoretiskt sett är fryspunkten och smältpunkten för ett material desamma, men ibland för vissa ämnen skiljer sig de två värdena från varandra.
Vad är smältpunkt?
Smältpunkt är den temperatur vid vilken ett fast ämne övergår till flytande tillstånd. Det är en fysisk egenskap vi kan använda för att identifiera en förening. När ett fast ämne omvandlas till ett vätskeskede sker en fasförändring. Det inträffar vid en karakteristisk temperatur för ett givet tryck. För detta måste vi leverera den energi som krävs.
Fasändringen absorberar energi/värme (endotermisk) när den går från fast till flytande. Oftast tillförs denna energi i form av värme. Värme krävs för att höja temperaturen hos det fasta ämnet till dess smältpunktstillstånd. Dessutom behöver ämnet energin för att smälta sig själv. Vi kallar denna energi fusionsvärme; detta är en typ av latent värme.
Latent värme är värmen som absorberas eller frigörs från ett ämne under en fasförändring. Dessa värmeförändringar orsakar inte temperaturförändringar eftersom de absorberas eller frigörs. Därför, vid smältpunkten, absorberar ämnet värme, men temperaturen kommer inte att ändras därefter. Termodynamiskt, vid smältpunkten, är förändringen av Gibbs fria energi noll. Följande ekvation är giltig för ett material vid smältpunkten. Det visar att temperaturen inte förändras, men materialets entalpi och entropi förändras.
ΔS=ΔH/T
Eftersom ämnet absorberar energi, ökar entalpi vid smältpunkten. I fast tillstånd är partiklar välordnade och har mindre rörelse. Men i flytande tillstånd ökar deras slumpmässiga natur. Därför ökar entropin vid smältpunkten. Beroende på trycket finns det en specifik smältpunkt för ett givet material. Vi kan bara bestämma smältpunkterna för fasta ämnen.
Figur 01: Smältpunkter för olika kemiska element
I laboratoriet kan vi använda många tekniker för att bestämma smältpunkten. Att använda en smältpunktsapparat är mycket enkelt. Vi kan lägga lite fint pulveriserat fast ämne i en kapillär där ena änden är förseglad. Sedan bör vi sätta den förseglade änden som innehåller det fasta ämnet i apparaten. Här ska änden nudda metallen inuti. Därefter kan vi observera det fasta ämnet genom apparatens förstoringsglasfönster. Det finns även en termometer för att registrera temperaturen. När temperaturen gradvis ökar kommer metallen att värmas och det fasta ämnet i kapillären värms också. Vi kan observera den punkt där smältningen börjar och slutar. Och detta intervall motsvarar smältpunkten. Smältpunkten för vattnet är 0 °C. Volfram har den högsta smältpunkten, som är 3410 °C.
Vad är fryspunkt?
Fryspunkt är den temperatur vid vilken en vätska kommer att ändra sitt tillstånd till en fast substans. Temperaturen för smältpunkt och fryspunkt för ett material är mer eller mindre samma värde. Till exempel förvandlas vattnet till is vid 0°C och dess smältpunkt är också 0°C. Mer exakt beskriver fryspunkten förändringen av materiens fas.
Figur 02: Frysning av vatten bildar is
Dessutom minskar processen att frysa ett ämne entropin. Det finns en term inom kemin som "fryspunktssänkning" som förklarar hur närvaron av ett icke-flyktigt löst ämne i en lösning sänker lösningsmedlets frystemperatur.
Vad är skillnaden mellan smältpunkt och fryspunkt?
Smältpunkt och fryspunkt är motsatta riktningar av samma fasförändring. Den viktigaste skillnaden mellan smältpunkt och fryspunkt är att smältpunkt är den temperatur vid vilken ett fast ämne kommer att gå till flytande tillstånd medan fryspunkt är den punkt där någon vätska kommer att ändra sitt tillstånd till en fast substans. Dessutom finns det också en skillnad mellan smältpunkt och fryspunkt när det gäller deras entropiförändring; vid smältning av ett fast ämne ökar entropin, men vid frysning minskar entropin. Dessutom, även om smältpunkten och fryspunktstemperaturerna teoretiskt sett är lika för ett givet material, varierar de praktiskt taget något.
Sammanfattning – Smältpunkt vs fryspunkt
Smältpunkt och fryspunkt är två fysikaliska egenskaper hos ämnen. Den viktigaste skillnaden mellan smältpunkt och fryspunkt är att smältpunkt är den temperatur vid vilken ett fast ämne kommer att gå till flytande tillstånd medan fryspunkt är den punkt där vilken vätska som helst kommer att ändra sitt tillstånd till en fast substans.
