Ponto de Fusão

Definição

Ponto de Fusão é a temperatura em que uma substância sólida irá derreter.

O ponto de fusão de uma substância é a temperatura a que derrete quando você a aquece.

Ponto de Fusão – Química

Ponto de fusão, temperatura em que as formas sólidas e líquidas de uma substância pura podem existir em equilíbrio. À medida que o calor é aplicado a um sólido, sua temperatura aumentará até atingir o ponto de fusão. Mais calor, então, converterá o sólido em um líquido sem mudança de temperatura.

Quando todo o sólido derrete, o calor adicional elevará a temperatura do líquido. A temperatura de fusão de sólidos cristalinos é uma figura característica e é usada para identificar compostos e elementos puros. A maioria das misturas e sólidos amorfos derretem em uma variedade de temperaturas.

A temperatura de fusão de um sólido é geralmente considerada como sendo o ponto de congelação do líquido correspondente, porque um líquido pode congelar em diferentes sistemas de cristal e porque as impurezas diminuem o ponto de congelamento, no entanto, o ponto de congelamento real pode não ser o mesmo que o ponto de fusão. Assim, para a caracterização de uma substância, é preferido do ponto de fusão.

O que é um Ponto de Fusão?

A maioria das pessoas viu um objeto derreter, como o derretimento do gelo na água em um dia quente. O ponto de fusão de um objeto é o ponto em que o objeto sólido se transforma em um líquido. Uma maneira mais científica de dizer é que é o ponto em que os estados sólidos e líquidos de uma substância pura estão em equilíbrio. Este ponto é único para substâncias puras, então os cientistas podem usar a temperatura como uma maneira de identificar uma determinada substância.

Quando o calor é aplicado a um objeto sólido, as moléculas dentro do sólido começam a se mover mais rápido. À medida que mais calor é aplicado, as moléculas no sólido continuam a mover-se até que as forças atrativas que mantêm as moléculas em forma embalada são superadas pela quantidade de energia que as moléculas possuem.

Nesse ponto, o sólido derrete e a substância se torna um líquido. Mesmo que mais calor seja aplicado a um objeto uma vez que tenha começado a derreter, o objeto não mudará a temperatura até que todo o sólido se torne um líquido. Independentemente da quantidade de calor aplicada a um cubo de gelo, por exemplo, o gelo e a água permanecerão a 32 ° F (0 ° C) até que todo o gelo tenha derretido.

O ponto de fusão de uma substância é frequentemente a mesma temperatura que o ponto de congelação,
exemplificado por água que normalmente funde e congela a 32 ° F (0 ° C)

Muitas pessoas estão familiarizadas com os pontos de derretimento e ponto de ebulição da água. A água geralmente derrete e congela a 32 ° F (0 ° C) e ferve a 100 ° C (212 ° F). A familiaridade da água pode tornar os pontos de fusão de outras substâncias extremas em comparação. Por exemplo, a temperatura à qual o carbono funde é de 6,422 ° F (3,550 ° C), enquanto o mercúrio funde a -37,97 ° C (-37,87 ° C).

O ponto de fusão de uma substância é frequentemente o mesmo que o ponto de congelamento, mas isso nem sempre é o caso. Alguns líquidos podem ser super resfriados.

Super resfriamento de um líquido é o processo pelo qual alguém é capaz de arrefecer um líquido após o seu ponto de congelamento sem que ele se torne um sólido. Um tal líquido tem que ser puro porque um único cristal, impureza ou, às vezes, mesmo um movimento justo fará com que o líquido cristalize. Se o líquido super resfriado encontrar uma impureza ou movimento, ele congelará quase que instantaneamente.

O gelo seco não tem ponto de fusão

Há também objetos que geralmente não possuem um ponto de fusão. Uma das substâncias mais famosas e bem utilizadas que não tem uma pressão atmosférica é o dióxido de carbono. A fase sólida de dióxido de carbono é comumente chamada de “gelo seco”. A -109.3 ° F (-78.5 ° C), o dióxido de carbono salta da sua fase sólida para a sua fase gasosa em um processo chamado sublimação. O dióxido de carbono só ocorre como um líquido a pressões que excedem cinco atmosferas.

Ponto de fusão e ponto de congelamento

Os sólidos puros e cristalinos têm um ponto de fusão característico, a temperatura a que o sólido funde para se tornar um líquido. A transição entre o sólido e o líquido é tão acentuada para pequenas amostras de uma substância pura que os pontos de fusão podem ser medidos para 0.1^oC. O ponto de fusão do oxigênio sólido, por exemplo, é -218.4^oC.

Os líquidos têm uma temperatura característica na qual eles se transformam em sólidos, conhecido como seu ponto de congelamento. Em teoria, o ponto de fusão de um sólido deve ser o mesmo que o ponto de congelamento do líquido. Na prática, pequenas diferenças entre essas quantidades podem ser observadas.

É difícil, se não impossível, aquecer um sólido acima do seu ponto de fusão porque o calor que entra no sólido em seu ponto de fusão é usado para converter o sólido em um líquido. É possível, no entanto, refrigerar alguns líquidos a temperaturas inferiores aos seus pontos de congelação sem formar um sólido. Quando isso é feito, diz-se que o líquido está super arrefecido.

Um exemplo de um líquido super-arrefecido pode ser feito por aquecimento de acetato de sódio sólido tri-hidratado (NaCH₃CO₂ 3 H₂O). Quando este sólido derrete, o acetato de sódio dissolve-se na água que foi presa no cristal para formar uma solução. Quando a solução esfria a temperatura ambiente, deve solidificar. Mas muitas vezes não. Se um pequeno cristal de acetato de sódio tri-hidratado é adicionado ao líquido, no entanto, o conteúdo do balão solidifica em segundos.

Um líquido pode tornar-se super-resfriado porque as partículas em um sólido são embaladas em uma estrutura regular que é característica dessa substância particular. Alguns desses sólidos se formam muito facilmente, outros não fazem. Alguns precisam de uma partícula de poeira, ou um cristal de semente, para atuar como um local no qual o cristal pode crescer.

Para formar cristais de acetato de sódio tri-hidratado, íons Na⁺ íons, CH₃CO₂^– e moléculas de água devem se juntar na orientação correta. É difícil para essas partículas se organizar, mas um cristal de semente pode fornecer a estrutura em que o arranjo adequado de íons e moléculas de água pode crescer.

Uma vez que é difícil aquecer os sólidos a temperaturas acima dos seus pontos de fusão, e porque os sólidos puros tendem a derreter em uma faixa de temperatura muito pequena, os pontos de fusão são frequentemente usados para ajudar a identificar compostos. Podemos distinguir entre os três açúcares conhecidos como glicose (MP = 150 ^o C), frutose (MP = 103-105 ^o C) e sacarose (MP = 185-186 ^o C), por exemplo, determinando o ponto de fusão de uma pequena amostra.

As medições do ponto de fusão de um sólido também podem fornecer informações sobre a pureza da substância. Os sólidos puros e cristalinos derretem em uma faixa muito estreita de temperaturas, enquanto que as misturas derretem em uma ampla faixa de temperatura. As misturas também tendem a derreter a temperaturas abaixo dos pontos de fusão dos sólidos puros.

Quais os fatores que afetam o ponto de fusão?

Existem muitos fatores diferentes que podem afetar o ponto de fusão.

Alguns dos principais fatores que afetam incluem:

1. Forças inter moleculares: Quando a atração entre as moléculas são mais fracas, podemos dizer que as forças inter moleculares são fracas. A atração entre as moléculas de compostos covalentes é fraca e, portanto, eles têm um ponto de fusão inferior ao dos compostos iónicos.

2. Forma de moléculas: Formas de moléculas também afetam o derretimento de uma substância. Se as formas moleculares mantê-los embalados juntos em um padrão compacto, a substância tem um ponto de fusão maior do que uma substância que com moléculas de forma estranha que não permitem que a substância tenha moléculas bem embaladas.

3. Tamanho das moléculas: O tamanho também é um fator que afeta o ponto de fusão de uma substância. Embora todos os outros fatores permaneçam inalterados, a substância com moléculas menores derrete em temperaturas mais baixas do que as substâncias com moléculas maiores.

4. Outros fatores: Existem também outros fatores que podem afetar o derretimento de uma substância que inclui a pressão atmosférica, condições climáticas como a umidade e a presença de outras substâncias.

Resumo

O derretimento é o processo pelo qual uma substância muda seu estado de sólido para líquido. O derretimento ocorre quando o calor enfraquece as forças moleculares inter-atração que causam instabilidade na rede cristalina. Em termos simples, o calor afrouxa a ligação de moléculas de um sólido de seus padrões regulares e repetidos a um padrão mais solto e fluido.

O ponto de fusão é a temperatura a que uma determinada quantidade de um sólido particular muda seu estado de sólido para líquido. Nem todos os sólidos no universo têm o mesmo ponto de fusão. O gelo tem um ponto de fusão de 0 ° C enquanto o ouro derrete a 1063 ° C e o ferro derrete a 1538 ° C.

Fonte: www.dictionary.com/www.collinsdictionary.com/www.wisegeek.org/www.britannica.com/chemed.chem.purdue.edu