Ključna razlika između tačke topljenja i tačke smrzavanja je u tome što je tačka topljenja temperatura na kojoj će čvrsta materija preći u tečno stanje, dok je tačka smrzavanja tačka na kojoj će bilo koja tečnost promeniti svoje stanje u čvrsto stanje.
Promjene faza su procesi koji uključuju oslobađanje energije ili dobijanje energije. Tačka topljenja i tačka smrzavanja su tačke na kojima dolazi do faznih promjena. Ovim se mogu promijeniti i mnoga druga svojstva materijala. Teoretski, tačka smrzavanja i tačka topljenja materijala su iste, ali ponekad se za određene supstance te dve vrednosti razlikuju jedna od druge.
Šta je tačka topljenja?
Tačka topljenja je temperatura na kojoj će čvrsta supstanca preći u svoje tekuće stanje. To je fizičko svojstvo koje možemo koristiti za identifikaciju spoja. Kada se čvrsta materija pretvori u tečnost, dolazi do promene faze. Javlja se na karakterističnoj temperaturi za dati pritisak. Za ovo trebamo snabdjeti potrebnu energiju.
Promena faze apsorbuje energiju/toplinu (endotermno) kada prelazi iz čvrstog u tečnost. U većini slučajeva, ova energija se isporučuje u obliku topline. Toplota je potrebna da bi se temperatura čvrste supstance povećala do tačke topljenja. Nadalje, supstanci je potrebna energija da se sama otopi. Ovu energiju nazivamo toplotom fuzije; ovo je vrsta latentne topline.
Latentna toplota je toplota koja se apsorbuje ili oslobađa iz supstance tokom promene faze. Ove promjene topline ne uzrokuju promjene temperature jer se apsorbiraju ili oslobađaju. Stoga, na tački topljenja, tvar apsorbira toplinu, ali se temperatura neće promijeniti u skladu s tim. Termodinamički, na tački topljenja, promjena Gibbsove slobodne energije je nula. Sljedeća jednačina vrijedi za materijal na tački topljenja. Pokazuje da se temperatura ne mijenja, ali se mijenjaju entalpija i entropija materijala.
ΔS=ΔH/T
Pošto supstanca apsorbuje energiju, entalpija se povećava na tački topljenja. U čvrstom stanju, čestice su dobro uređene i imaju manje kretanja. Ali u tečnom stanju, njihova nasumična priroda se povećava. Stoga se na tački topljenja entropija povećava. Prema pritisku, postoji određena tačka topljenja za dati materijal. Možemo odrediti samo tačke topljenja čvrstih materija.
Slika 01: Tačke topljenja različitih hemijskih elemenata
U laboratoriji možemo koristiti mnoge tehnike za određivanje tačke topljenja. Upotreba aparata za tačku topljenja je vrlo jednostavna. U kapilaru u kojoj je jedan kraj zapečaćen možemo staviti malo fino praškastog materijala. Zatim bismo trebali staviti zapečaćeni kraj koji sadrži čvrstu supstancu u aparat. Ovdje bi kraj trebao dodirivati metal iznutra. Nakon toga možemo posmatrati čvrstu materiju kroz lupu aparata. Tu je i termometar za mjerenje temperature. Kada se temperatura postepeno povećava, metal će se zagrijati, a čvrsta supstanca u kapilari će se također zagrijati. Možemo posmatrati tačku u kojoj topljenje počinje i završava. I, ovaj raspon odgovara tački topljenja. Tačka topljenja vode je 0 °C. Volfram ima najvišu tačku topljenja, koja je 3410 °C.
Šta je tačka smrzavanja?
Tačka smrzavanja je temperatura na kojoj će bilo koja tečnost promijeniti svoje stanje u čvrsto stanje. Temperatura tačke topljenja i tačke smrzavanja za materijal je manje-više ista vrijednost. Na primjer, voda se pretvara u led na 0°C i njena tačka topljenja je takođe 0°C. Tačnije, tačka smrzavanja opisuje promjenu faze materije.
Slika 02: Zamrzavanje vode u obliku leda
Štaviše, proces zamrzavanja supstance smanjuje entropiju. U hemiji postoji izraz "depresija tačke smrzavanja" koji objašnjava kako prisustvo neisparljive otopljene tvari u otopini smanjuje temperaturu smrzavanja rastvarača.
Koja je razlika između tačke topljenja i tačke smrzavanja?
Tačka topljenja i tačka smrzavanja su suprotni smjerovi iste faze promjene. Ključna razlika između tačke topljenja i tačke smrzavanja je u tome što je tačka topljenja temperatura na kojoj će čvrsta materija preći u tečno stanje, dok je tačka smrzavanja tačka u kojoj će bilo koja tečnost promeniti svoje stanje u čvrsto stanje. Štaviše, postoji i razlika između tačke topljenja i tačke smrzavanja u smislu njihove entropijske promene; dok se topi čvrsta supstanca, entropija se povećava, ali kod smrzavanja, entropija opada. Osim toga, iako su teoretski, temperature topljenja i tačke smrzavanja slične za dati materijal, praktično se neznatno razlikuju.
Sažetak – Tačka topljenja vs Tačka smrzavanja
Tačka topljenja i tačka smrzavanja su dva fizička svojstva supstanci. Ključna razlika između tačke topljenja i tačke smrzavanja je u tome što je tačka topljenja temperatura na kojoj će čvrsta supstanca preći u tečno stanje, dok je tačka smrzavanja tačka gde će bilo koja tečnost promeniti svoje stanje u čvrsto stanje.
