Erime noktası ve donma noktası arasındaki temel fark, erime noktasının bir katının sıvı hale geçtiği sıcaklık, donma noktası ise herhangi bir sıvının durumunu katıya değiştireceği noktadır.
Faz değişiklikleri, enerji salınımını veya enerji kazanımını içeren süreçlerdir. Erime noktası ve donma noktası, faz değişikliklerinin meydana geldiği noktalardır. Bunlarla birlikte malzemenin diğer birçok özelliği de değişebilmektedir. Teorik olarak, bir malzemenin donma noktası ve erime noktası aynıdır, ancak bazen belirli maddeler için iki değer birbirinden farklıdır.
Erime Noktası Nedir?
Erime noktası, bir katının sıvı durumuna geçtiği sıcaklıktır. Bir bileşiği tanımlamak için kullanabileceğimiz fiziksel bir özelliktir. Bir katı sıvı bir aşamaya geçtiğinde, bir faz değişimi meydana gelir. Belirli bir basınç için karakteristik bir sıcaklıkta meydana gelir. Bunun için gerekli enerjiyi sağlamamız gerekiyor.
Katıdan sıvıya geçerken faz değişimi enerjiyi/ısıyı (endotermik) emer. Çoğu zaman, bu enerji ısı şeklinde sağlanır. Katının sıcaklığını erime noktası durumuna yükseltmek için ısı gereklidir. Ayrıca maddenin kendini eritmesi için enerjiye ihtiyacı vardır. Bu enerjiye füzyon ısısı diyoruz; bu bir tür gizli ısıdır.
Gizli ısı, bir faz değişimi sırasında bir maddeden emilen veya salınan ısıdır. Bu ısı değişiklikleri, emildikleri veya serbest bırakıldıkları için sıcaklık değişikliklerine neden olmaz. Bu nedenle, erime noktasında madde ısıyı emer, ancak sıcaklık buna göre değişmez. Termodinamik olarak erime noktasında Gibbs serbest enerjisinin değişimi sıfırdır. Erime noktasındaki bir malzeme için aşağıdaki denklem geçerlidir. Sıcaklığın değişmediğini, ancak malzemenin entalpi ve entropisinin değiştiğini gösterir.
ΔS=ΔH/T
Madde enerji emdiği için erime noktasında entalpi artar. Katı halde parçacıklar iyi sıralanmıştır ve daha az harekete sahiptir. Ancak sıvı halde, rastgele doğaları artar. Bu nedenle, erime noktasında entropi artar. Basınca göre, belirli bir malzeme için belirli bir erime noktası vardır. Sadece katıların erime noktalarını belirleyebiliriz.
Şekil 01: Farklı Kimyasal Elementlerin Erime Noktaları
Laboratuvarda erime noktasını belirlemek için birçok teknik kullanabiliriz. Erime noktası aparatı kullanmak çok kolaydır. Bir ucunun kapatıldığı bir kılcal damara ince toz halinde bir katı madde koyabiliriz. Daha sonra katıyı içeren sızdırmaz ucu aparatın içine koymalıyız. Burada uç, içerideki metale değmelidir. Daha sonra aparatın büyüteç penceresinden katıyı gözlemleyebiliriz. Sıcaklığı kaydetmek için bir termometre de vardır. Sıcaklık kademeli olarak arttığında metal ısınacak ve kılcaldaki katı da ısınacaktır. Erimenin başladığı ve bittiği noktayı gözlemleyebiliriz. Ve bu aralık erime noktasına karşılık gelir. Suyun erime noktası 0 °C'dir. Tungsten 3410 °C olan en yüksek erime noktasına sahiptir.
Donma Noktası Nedir?
Donma noktası, herhangi bir sıvının durumunu katıya değiştireceği sıcaklıktır. Bir malzeme için erime noktası ve donma noktası sıcaklığı aşağı yukarı aynı değerdedir. Örneğin, su 0°C'de buza dönüşür ve erime noktası da 0°C'dir. Daha doğrusu donma noktası maddenin hal değişimini tanımlar.
Şekil 02: Suyun Donması Buz Oluşturur
Ayrıca, bir maddenin dondurulması işlemi entropiyi az altır. Kimyada, bir çözeltide uçucu olmayan bir çözünenin varlığının çözücünün donma sıcaklığını nasıl düşürdüğünü açıklayan “donma noktası depresyonu” diye bir terim vardır.
Erime Noktası ile Donma Noktası Arasındaki Fark Nedir?
Erime noktası ve donma noktası aynı faz değişiminin zıt yönleridir. temel fark erime noktası ve donma noktası arasında erime noktası, bir katının sıvı duruma geçeceği sıcaklık iken donma noktası, herhangi bir sıvının durumunu katıya değiştireceği noktadır. Ayrıca erime noktası ile donma noktası arasında entropi değişimi açısından da bir fark vardır; Bir katıyı eritirken entropi artar, ancak donmada entropi azalır. Ayrıca, teorik olarak belirli bir malzeme için erime noktası ve donma noktası sıcaklıkları benzer olsa da, pratikte biraz farklılık gösterir.
Özet – Erime Noktası ve Donma Noktası
Erime noktası ve donma noktası maddelerin iki fiziksel özelliğidir. Erime noktası ile donma noktası arasındaki temel fark şudur: erime noktası, bir katının sıvı hale geçtiği sıcaklık iken donma noktası, herhangi bir sıvının durumunu katıya değiştireceği noktadır.
