Il punto di fusione si definisce come uno stato termodinamico, definito da una certa temperatura (detta temperatura di fusione) e pressione (non necessariamente uguale alla pressione atmosferica), in corrispondenza del quale si ha il processo di fusione.
Nella maggior parte dei casi di interesse pratico la pressione è quella atmosferica, praticamente costante, e per tale motivo il punto di fusione viene indicato con la sola temperatura. Ad esempio comunemente si dice che il ghiaccio fonde a 0 °C, anche se in teoria sarebbe necessario specificare che questo è vero solo ad una certa e ben precisa pressione.
Durante la fusione la sostanza assorbe una certa quantità di calore, detta calore di fusione, che usa per rompere i legami interatomici o intermolecolari che formano il reticolo cristallino e la temperatura smette di salire finché la sostanza non è completamente liquida: finita la fusione, la temperatura ricomincia a salire.
Solamente i solidi cristallini hanno un punto di fusione ben preciso: i solidi amorfi, come il vetro, non hanno un punto di fusione ben definito, ma solo un intervallo di temperatura in cui diventano progressivamente sempre più molli fino a liquefarsi. Si parla in questo caso di punto di rammollimento.
Inoltre molti solidi cristallini non presentano una temperatura di fusione precisa, a pressione atmosferica, perché la loro temperatura di decomposizione è inferiore a quella di fusione.
Determinazione sperimentale della temperatura di fusione
Nei laboratori chimici la misura sperimentale del punto di fusione di una sostanza si esegue riscaldando in condizioni controllate un campione di tale sostanza e rilevando visivamente o automaticamente la temperatura a cui si osserva la fusione.
Il campione viene generalmente posto in un tubo capillare, in quantità tale da riempirlo per circa a partire dal fondo. Il capillare viene scaldato da un fluido (solitamente olio al silicone o aria) la cui temperatura sale secondo un gradiente che viene fatto diminuire a mano a mano che ci si avvicina al punto di fusione previsto (se noto). La temperatura a cui avviene la fusione può essere individuata visivamente da un operatore o rilevata automaticamente quando la sostanza fusa è trasparente; in quest'ultimo caso il campione si assume convenzionalmente fuso quando la sua trasmittanza supera la soglia del 90%.
Temperature di fusione Temperatura di fusione di alcune sostanze chimiche alla pressione di .
Sostanza Tm (°C)AcquaPer definizione della scala Celsius.0,00Afnio2227Alluminio660,32Americio1175Antimonio630Argento961Argon -189,3Arsenico814Astato302Attinio1050Azoto -210Bario710Berillio1287Berkelio986Bismuto271Boro2573,15 Bromo -7,25Cadmio320,9Californio900Carbonio3499Cerio795 Cesio28Cobalto1495Cloro -101Cromo1907Disprosio1407Elio-272,2Erbio1497Etere -116Europio826Ferro1538Fluoro -219,6Fosforo44,1Gadolinio1312Gallio29,7Germanio937,4Idrogeno -259,14Indio156Iodio113,6Iridio2443Itterbio824 Ittrio1509Kripton -157,2Lantanio920Litio180,54Lutezio1652Mercurio -38,85Naftalina80Magnesio650Molibdeno2622Neodimio1024Neon -248,6Nettunio640Nichel1455Niobio2468Olmio1470Oro1064,8Osmio3306Ossigeno -218,4Palladio1554,9Paraffina54Piombo327,4Platino1773Plutonio640Polonio254Praseodimio935Promezio1169Protoattinio1560Radio700Radon -71Rame1083Renio3186Rodio1966Rubidio39Rutenio2450Samario1072Selenio217Silicio1410Stagno232Stronzio757 Sodio97,82Tallio303,5Tantalio3017Tecnezio2200Tellurio450Terbio1356Titanio1670Torio1842Tulio1550Tungsteno3422Uranio1132Xeno -111,9Zinco420Zirconio1850Zolfo182
Nel 2024 è stato pubblicato un modello che permette di prevedere teoricamente il punto di fusione in modo universale, per sostanze che variano dai gas nobili ai metalli. Esso si basa su un'equazione parabolica che collega il punto di fusione alla costante di Planck e alle caratteristiche dell'elettrone.
Note
Voci correlate Punto di ebollizione Punto di fusione congruente
Punto triplo Eutettico Punto di rammollimento
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Categoria:Transizioni di fase Categoria:Proprietà chimico-fisiche