Diferencia entre revisiones de «Punto de fusión»

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[[Archivo:Glass_of_water_with_ice_cubesMelting_ice_thermometer.JPGjpg|miniaturadeimagen|Cubos Los cubitos de hielo puestos en el agua alcanzaráncomenzarán losa derretirse cuando alcancen su punto de fusión de 0 [[Grado Celsius|°C]] fundiéndose.]]
El '''punto de fusión''' (o, rara vezraramente, el '''punto de licuefacción''') de una sustancia es la [[temperatura]] a la que cambia de [[Estado de agregación de la materia|estado]] de [[sólido]] a [[líquido]].<ref>{{Cita libro|título=Manual pedagógico de prácticas de química general en microescala|url=https://books.google.es/books?id=fCaSUfbsFz4C&pg=PA48&dq=punto+de+fusi%C3%B3n++sustancia+es&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwjq8qve4IfmAhUJyYUKHY6pBP4Q6AEIKTAA#v=onepage&q=punto%20de%20fusi%C3%B3n%20%20sustancia%20es&f=false|editorial=Universidad Iberoamericana|fecha=2006|fechaacceso=26 de noviembre de 2019|isbn=978-968-859-594-7|idioma=es|nombre=Beatriz Virginia Cervantes|apellidos=Nemer}}</ref> En el punto de fusión, la fase sólida y líquida existen en [[Estado de equilibrioEquilibrio termodinámico|equilibrio termodinámico]]. El punto de fusión de una sustancia depende de la [[presión]] y generalmente se específicaespecifica a una [[Condiciones normalizadas de presión normaly temperatura|presión estándar]], como 1 [[Atmósfera (unidad)|atmósfera]] o 100 [[Pascal (unidad)|kPa]].
 
Cuando se considera como la temperatura del cambio inverso de líquido a sólido, se le conoce como eldenomina '''punto de congelación''' o el '''punto de cristalización'''. Debido a la capacidad de algunaslas sustancias parade [[Sobrefusión|sobreenfriarse]], el punto de congelación nopuede separecer considerafácilmente unainferior propiedada característicasu devalor una sustanciareal. Cuando se determina el "punto de congelación característico" de una sustancia, de hecho, la metodología real es casi siempre "el principio de observar la desaparición enmás lugar deque la formación de hielo", es decir, el [[punto de fusión]]". <ref>{{Cita publicación|url=http://jeb.biologists.org/cgi/reprint/26/1/57.pdfpmidlookup?view=long&pmid=15406812|título=A newNew methodMethod of freezingFreezing-pointPoint determinationDetermination for smallSmall quantitiesQuantities|apellidos=Ramsay, |nombre=J. A.|fecha=1 May 1949|publicación=[[J.Journal Exp.of Biol.]]Experimental Biology|volumen=26|número=1|páginas=57–64|pmid=15406812|año=1949}}</ref>
 
== Ejemplos ==
[[Archivo:Carboxylic.Acids.Melting.&.Boiling.Points.jpg|derecha|miniaturadeimagen| Puntos de fusión (en azulesazul) y puntos de ebullición (en rosasrosa) de los primeros ocho [[Ácido carboxílico|ácidos carboxílicos]] (°C)]]
Para la mayoría de las sustancias, los [[Fusión (cambio de estado)|puntos de fusión]] y de [[Solidificación|congelación]] son aproximadamente iguales. Por ejemplo, el punto de fusión ''y el'' punto de congelación del [[Mercurio (elemento)|mercurio]] es de {{Convertir|234.32 kelvins (−38.83 °|K|C o −37.89 °F)|abbr=out|lk=on}}. <ref>[[Melting point#Haynes|Haynes]], p. 4.122.</ref> Sin embargo, ciertas sustancias poseen diferentes temperaturas de transición sólido-líquido. Por ejemplo, el [[Agar-agar|agar]] se fundederrite a {{Convertir|85 ° |C|F (185 ° F)K}} y se solidifica a partir de {{Convertir|31 ° |C (88 °|F; 304 K)}}; tal dependencia de la dirección se conoce como [[histéresis]]. El punto de fusión del hielo a 1 atmósfera de presión esestá muy cercanocerca de {{Convertir|0|C|F K}};<ref>The melting point of purified water has been measured as 0.002519 ± 0.000002 °C, see {{Cita publicación|título=A New Equation of State for H<sub>2</sub>O Ice Ih|apellidos=Feistel, R.|apellidos2=Wagner, W.|publicación=J. Phys. Chem. Ref. Data|volumen=35|número=2|páginas=1021–1047|bibcode=2006JPCRD..35.1021F|doi=10.1063/1.2183324|año=2006}}</ref> a 0 ° C (32 °F; 273 K); Esto también se conoce como el punto de hielo. En presencia de sustancias nucleantes, el punto de congelación del agua no siempre es el mismo que el punto de fusión. En ausencia de nucleadores, el agua puede existir como un líquido subenfriado hasta −48.3 °C (−55 °F, 224.8 K) antes de la congelación.
</ref> esto también se conoce como el punto de hielo. En presencia de [[Nucleación|sustancias nucleantes]], el punto de congelación del agua no siempre es el mismo que el punto de fusión. En ausencia de nucleadores, el agua puede existir como un líquido [[Sobrefusión|sobreenfriado]] {{Convertir|-48.3|C|F K}} antes de congelarse.
 
El elemento químico con el punto de fusión más alto es el [[Wolframio|tungsteno]], a {{Convertir|3414 ° |C (6177 °|F; 3687 K)}}; <ref>[[Melting point#Haynes|Haynes]], p. 4.123.</ref> esta propiedad hace que el tungsteno sea excelente para usarsu uso como [[Lámpara incandescente|filamentos eléctricos]] en bombillas[[Lámpara incandescente|lámparas incandescentes]]. El carbón[[carbono]] quecitado sea cita con frecuenciamenudo no se funde a la presión ambientalambiente, sino que se [[Sublimación|sublima]] a unos 3.726,85 °aproximadamente {{Convertir|3700|C (6.740,33 °|F; 4.000,00 K)|sigfig=2}}; solo existe una fase líquida solo existe por encima de las presiones de {{Convertir|10 |MPa (99 |atm)|abbr=on}} y se estima en 4.030–4.430que °entre {{Convertir|4030-4430|C (7.290–8.010 °|F; 4.300–4.700 K)}} (consultever el[[:Archivo: Carbon basic phase diagram.png|diagrama de la fase de carbono]] ). El carburo[[Carburo de tantalio hafnio|carburo de hafnio de tantalio]] (Ta<sub>4</sub>HfC<sub>5</sub>) es un [[Material refractario|compuesto refractario]] con un punto de fusión muy alto de {{Convertir|4215 |K (3942 °|C, 7128 °F)}}. <ref>{{Cita publicación|título=Researches on Systems with Carbides at High Melting Point and Contributions to the Problem of Carbon Fusion|apellidos=Agte, C.|apellidos2=Alterthum, H.|publicación=Z. Tech. Phys.|volumen=11|páginas=182–191|año=1930}}</ref> Las simulaciones por computadora de la mecánica cuántica han predicho que la aleación HfN <sub>0.38</sub> C <sub>0.51</sub> tendrá un punto de fusión aún más alto (alrededor de 4400 K), <ref>{{Cita publicación|título=Prediction of the material with highest known melting point from ab initio molecular dynamics calculations|apellidos=Hong, Q.-J.|apellidos2=van de Walle, A.|publicación=Phys. Rev. B|volumen=92|número=2|páginas=020104(R)|bibcode=2015PhRvB..92b0104H|doi=10.1103/PhysRevB.92.020104|año=2015}}</ref> lo que la convertiría en la sustancia con el punto de fusión más alto a presión ambiental. Esta predicción se confirmó posteriormente mediante experimentos. <ref>{{Cita publicación|título=Fabrication of ultra-high-temperature nonstoichiometric hafnium carbonitride via combustion synthesis and spark plasma sintering|apellidos=Buinevich|nombre=V.S.|apellidos2=Nepapushev|nombre2=A.A.|fecha=March 2020|publicación=Ceramics International|volumen=46|número=10|páginas=16068–16073|doi=10.1016/j.ceramint.2020.03.158|apellidos3=Moskovskikh|nombre3=D.O.|apellidos4=Trusov|nombre4=G.V.|apellidos5=Kuskov|nombre5=K.V.|apellidos6=Vadchenko|nombre6=S.G.|apellidos7=Rogachev|nombre7=A.S.|apellidos8=Mukasyan|nombre8=A.S.}}</ref> En el otro extremo de la escala, el [[helio]] no se congela en absoluto a presión normal, incluso a temperaturas arbitrariamente cercanas al [[cero absoluto]]; Eses necesaria una presión de más de veinte veces la [[Presión atmosférica|presión atmosférica normal.]]
{| class="wikitable sortable collapsible"
! colspan="4" |ListaList deof sustanciascommon químicas comuneschemicals
|-
!Chemical{{efn-ur|name=fn10}}
!Sustancia química <ref group="nota">Z es el símbolo estándar para el número atómico; C es el símbolo estándar de la capacidad calorífica; y χ es el símbolo estándar para la electronegatividad en la escala de Pauling.</ref>
! data-sort-type="number" |[[Densidad|Density]] {{Nowrap|({{nobold|1={{sfrac|[[Gram|g]]|[[CentímetroCubic cúbicocentimetre|cm<sup>3</sup>]]}}}})}}<templatestyles src="Nobold/styles.css" /><templatestyles src="Sfrac/styles.css" />{{Nowrap|({{nobold|1={{sfrac|[[Gram|g]]|[[Cubic centimetre|cm³<sup>3</sup>]]}}}})}}
! data-sort-type="number" |Punto de fusiónMelt {{Nowrap|({{nobold|[[Kelvin|K]]}})}} <ref>{{Cita publicación|título=Melting Points of Aluminum, Silver, Gold, Copper, and Platinum|apellidos=Holman|nombre=S. W.|apellidos2=Lawrence|nombre2=R. R.|fecha=1 de enero deJanuary 1895|publicación=Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences|volumen=31|páginas=218–233|doi=10.2307/20020628|apellidos3=Barr|nombre3=L.}}</ref>
! data-sort-type="number" |[[Punto de ebullición|Boil]] {{Nowrap|({{nobold|K}})}}
|-
|Water @STP
|[[Agua]]
|1
|{{Convertir|0|C|K|disp=number}}
|{{Convertir|100|C|K|disp=number}}
|-
|[[Soldadura]]Solder (Pb60Sn40)
|
|{{Convertir|183|C|K|disp=number}}
|
|-
|[[Manteca de cacao|MantequillaCocoa de cacaobutter]]
|
|{{Convertir|34.1|C|K|disp=number}}
| -
|-
|[[Parafina|CeraParaffin de parafinawax]]
|0.9
|{{Convertir|37|C|K|disp=number}}
|{{Convertir|370|C|K|disp=number}}
|-
|[[Hidrógeno|Hydrogen]]
|0.00008988
|{{Orden|0014|14.01}}
|20.28
|-
|[[Helio|Helium]]
|0.0001785
|{{Orden|0.1|—}}{{efn-ur|name=fn6}}
|— <ref group="nota">El helio no se solidifica a la presión de una atmósfera. El helio solo puede solidificarse a presiones superiores a 25 atmósferas, lo que corresponde a un punto de fusión de cero absoluto.</ref>
|4.22
|-
|[[Berilio|Beryllium]]
|1.85
|{{Orden|1560|1560}}
|2742
|-
|[[Carbono|Carbon]]
|2.267
|{{Orden|38000.1|3800—}}{{efn-ur|name=fn11}}
|4000{{efn-ur|name=fn11}}<ref name="rsc">{{Cita web|url=https://www.rsc.org/periodic-table/element/6/carbon|título=Carbon|sitioweb=rsc.org}}<cite class="citation web cs1" data-ve-ignore="true">[https://www.rsc.org/periodic-table/element/6/carbon "Carbon"]. ''rsc.org''.</cite></ref>
|4300
|-
|[[Nitrógeno|Nitrogen]]
|0.0012506
|{{Orden|0063|63.15}}
|77.36
|-
|[[Oxígeno|Oxygen]]
|0.001429
|{{Orden|0054|54.36}}
|90.20
|-
|[[Sodio|Sodium]]
|0.971
|{{Orden|0371|370.87}}
|1156
|-
|[[Magnesio|Magnesium]]
|1.738
|{{Orden|0923|923}}
|1363
|-
|[[Aluminio|Aluminium]]
|2.698
|{{Orden|0933.5|933.47}}
|2792
|-
|[[Azufre|Sulfur]]
|2.067
|{{Orden|0388.4|388.36}}
|717.87
|-
|[[Cloro|Chlorine]]
|0.003214
|{{Orden|0171.6|171.6}}
|239.11
|-
|[[Potasio|Potassium]]
|0.862
|{{Orden|0336.5|336.53}}
|1032
|-
|[[Titanio|Titanium]]
|4.54
|{{Orden|1941|1941}}
|3560
|-
|[[Hierro|Iron]]
|7.874
|{{Orden|1811|1811}}
|3134
|-
|[[Níquel|Nickel]]
|8.912
|{{Orden|1728|1728}}
|3186
|-
|[[Cobre|Copper]]
|8.96
|1357.77
|1180
|-
|[[Galio|Gallium]]
|5.907
|{{Orden|0302.9|302.9146}}
|2673
|-
|[[Plata|Silver]]
|10.501
|1234.93
|2435
|-
|[[Cadmio|Cadmium]]
|8.69
|{{Orden|0594.22|594.22}}
|1040
|-
|[[Indio (elemento)|IndioIndium]]
|7.31
|{{Orden|0429.75|429.75}}
|2345
|-
|[[Yodo|Iodine]]
|4.93
|{{Orden|0386.85|386.85}}
|457.4
|-
|[[Tántalo (elemento)|TántaloTantalum]]
|16.654
|3290
|5731
|-
|[[Wolframio|TungstenoTungsten]]
|19.25
|3695
|5828
|-
|[[Platino|Platinum]]
|21.46
|2041.4
|4098
|-
|[[Oro|Gold]]
|19.282
|1337.33
|3129
|-
|[[Mercurio (elemento)|MercurioMercury]]
|13.5336
|{{Orden|0234.43|234.43}}
|629.88
|-
|[[Plomo|Lead]]
|11.342
|{{Orden|0600.61|600.61}}
|2022
|-
|[[Bismuto|Bismuth]]
|9.807
|{{Orden|0544.7|544.7}}
|1837
|-
|- class="sortbottom"
| colspan="13" |<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
Notes
<div class="mw-collapsible-content"> </div></div>
|}
 
== TemperaturaMedidas dedel fusiónpunto de los elementos químicosfusión ==
[[Archivo:Koflerbank.jpg|miniaturadeimagen| Banco Kofler con muestras para calibración.]]
{{Artículo principal|Anexo:Elementos químicos|l1=Anexo:Elementos químicos}}
Existen muchas [[Laboratorio|técnicas de laboratorio]] para la determinación de los puntos de fusión. Un [[banco Kofler]] es una tira de metal con un gradiente de temperatura (desderango lade temperatura ambiente hasta losa 300 &nbsp;° C). Cualquier sustancia seSe puede colocar cualquier sustancia en una sección de la tira, revelando su comportamiento térmico a la temperatura en ese punto. La [[calorimetría diferencial de barrido]] proporciona información sobre el punto de fusión junto con su [[entalpía de fusión]] .
La tabla siguiente muestra las temperaturas de fusión de los elementos en °C (a una atmósfera de presión):<ref name="HbkChmPhys90ed">{{cita libro|autor=David R. Lide|título=CRC Handbook of Chemistry and Physics|fecha=2009|isbn=978-1-420-09084-0|editor=CRC Press Inc|edición=90|páginas=2804|idioma=en}}</ref>{{Tabla periódica (valores)|max=3443|min=-260|redondeo=0|Ac=1050|Al=660.32|Am=1176|Sb=630.628|Ag=961.78|Ar=-189|As=817|At=302|N=-210.0|Ba=727|Bk=986|Be=1287|Bi=271.406|Bh=|B=2075|Br=-7.2|Cd=321.069|Ca=842|Cf=900|C=3500|Ce=799|Cs=28.5|Cl=-101.5|Cr=1907|Co=1495|Cn=|Cu=1084.62|Cm=1345|Ds=|Db=|Dy=1412|Es=860|Er=1529|Sn=231.93|Eu=822|Fe=1538|Fm=1527|F=-219|Fr=27|Gd=1313|Ga=29.76|Ge=938.25|Hf=2233|Hs=|He=-272|Ho=1472|H=-259.1|In=156.60|I=113.7|Ir=2446|Kr=-157|La=920|Lr=1627|Li=180.50|Lu=1663|Mg=650|Mn=1246|Mt=|Md=827|Hg=-38.8290|Mo=2623|Nd=1016|Ne=-249|Np=644|Ni=1455|Nb=2477|No=827|Au=1064.18|Os=3033|O=-218.79|Pd=1554.8|P=44.15|Pt=1768.2|Pb=327.462|Pu=640|Po=254|K=63.5|Pr=931|Pm=1042|Pa=1572|Ra=696|Rn=-71|Re=3185|Rh=1964|Rg=|Rb=39.30|Ru=2333|Rf=|Sm=1072|Sc=1541|Sg=|Se=220.8|Si=1414|Na=97.794|S=115.21|Sr=777|Ta=3017|Tc=|Te=449.51|Tb=1359|Tl=304|Th=1750|Tm=1545|Ti=1668|W=3422|Lv=|Og=|Mc=|Fl=|Nh=|U=1135|V=1910|Xe=-112|Yb=824|Y=1522|Zn=419.53|Zr=1857.7}}
[[Archivo:Krüss_M5000.jpg|miniaturadeimagen| Medidor de punto de fusión digital automático]]
Un aparato de punto de fusión básico para el análisis del punto de fusión de sólidos cristalinos consiste en un [[baño de aceite]] con una ventana transparente (el diseño más básico: un [[Tubotubo de Thiele|tubo Thiele]] ) y una lupa simple. LosSe colocan diversosvarios granos de un sólido se colocan en un tubo de vidrio delgado y se sumergen parcialmente en el baño de aceite. El baño de aceite se calienta (y se agita) y con la ayuda de la lupa (y launa fuente de luz externa) se puede observar la fusión de los cristales individuales a una cierta temperatura. EnSe dispositivospuede grandes/pequeños,usar laun muestrabloque sede colocametal en lugar de un bloquebaño de calefacciónaceite. yAlgunos lainstrumentos modernos tienen detección óptica se automatiza.automática.
 
La medición también se puede realizar de forma continua con un proceso operativo. Por ejemplo, las refinerías de petróleo miden el punto de congelación del combustible diéseldiesel "en línea", lo que significa que la muestra se toma del proceso y se mide automáticamente. Esto permite mediciones más frecuentes ya que la muestra no tiene que ser recolectadarecolectarse manualmente y llevadallevarse a un laboratorio remoto.
== Mediciones del punto de fusión ==
[[Archivo:Koflerbank.jpg|miniaturadeimagen|Banco Kofler con muestras para calibración.]]
Existen muchas técnicas de laboratorio para la determinación de los puntos de fusión. Un [[banco Kofler]] es una tira de metal con un gradiente de temperatura (desde la temperatura ambiente hasta los 300 ° C). Cualquier sustancia se puede colocar en una sección de la tira, revelando su comportamiento térmico a la temperatura en ese punto. La [[calorimetría diferencial de barrido]] proporciona información sobre el punto de fusión junto con su [[entalpía de fusión]].
[[Archivo:Krüss_M5000.jpg|miniaturadeimagen|Medidor de punto de fusión digital automático]]
Un aparato básico para el análisis del punto de fusión de sólidos cristalinos consiste en un baño de aceite con una ventana transparente (el diseño más básico: un [[Tubo de Thiele|tubo Thiele]]) y una lupa simple. Los diversos granos de un sólido se colocan en un tubo de vidrio delgado y se sumergen parcialmente en el baño de aceite. El baño de aceite se calienta (y se agita) y con la ayuda de la lupa (y la fuente de luz externa) se puede observar la fusión de los cristales individuales a una cierta temperatura. En dispositivos grandes/pequeños, la muestra se coloca en un bloque de calefacción y la detección óptica se automatiza..
 
La medición también se puede realizar de forma continua con un proceso operativo. Por ejemplo, las refinerías de petróleo miden el punto de congelación del combustible diésel en línea, lo que significa que la muestra se toma del proceso y se mide automáticamente. Esto permite mediciones más frecuentes ya que la muestra no tiene que ser recolectada manualmente y llevada a un laboratorio remoto.
 
=== Técnicas para materiales refractarios ===
Para materiales refractarios (por ejemplo, platino, tungsteno, tantalio, algunos carburos y nitruros, etc.), el punto de fusión extremadamente alto (generalmente consideradose comoconsidera superiorque aestá 1800por encima de, digamos, 1800&nbsp;°C) se puede determinarsedeterminar calentando el material en un horno de cuerpo negro y medición demidiendo la temperatura del cuerpo negro con un [[pirómetro]] óptico. Para los materiales de fusiónmayor máspunto altosde fusión, esto puede requerir una extrapolación porde varios cientos de grados. Se sabe que lael luminosidadresplandor espectral de un cuerpo incandescente es una función de su temperatura. Un pirómetro óptico combinahace coincidir el brilloresplandor de un cuerpo en estudio con el brilloresplandor de una fuente que se ha calibradosido previamente calibrada en función de la temperatura. De esta manera, la medición de la magnitud absoluta de la intensidad de la radiación es innecesaria. Sin embargo, se deben usarseutilizar temperaturas conocidas para determinar la calibración del pirómetro. Para temperaturas superiorespor alencima del rango de calibración de la fuente, se debe emplear una técnica de extrapolación. Esta extrapolación se logra utilizando la [[Ley de Planck|ley de radiación de Planck]]. Las constantes en esta ecuación no se conocen con suficiente precisión, lo que hace que los errores en la extrapolación se hagan mássean grandesmayores a temperaturas más altas. Sin embargo, se han desarrollado técnicas estándar para realizar esta extrapolación.
 
Considere el caso de usar oro como fuente (pfmp = 1063 &nbsp;° C). En esta técnica, la corriente a través del filamento del pirómetro se ajusta hasta que la intensidad de la luz del filamento coincide con la de un cuerpo negro en el punto de fusión del oro. Esto establece la temperatura de calibración primaria y se puede expresar en términos de corriente a través de la lámpara delde pirómetro. Con lael mismamismo configuraciónajuste actual, el pirómetro se ve en otro cuerpo negro a una temperatura más alta. UnSe inserta un medio absorbente de transmisión conocida se inserta entre el pirómetro y este cuerpo negro. LaA continuación, se ajusta la temperatura del cuerpo negro se ajusta hasta que existeexista una coincidencia entre su intensidad y la del filamento del pirómetro. La verdadera temperatura más alta del cuerpo negro se determina a partir de la Ley de Planck. LuegoA continuación, se retira el medio absorbente y se ajusta la corriente a través del filamento para quehacer coincidacoincidir la intensidad del filamento con la del cuerpo negro. Esto establece un segundo punto de calibración para el pirómetro. Este paso se repite para llevar la calibración a temperaturas más altas. Ahora, se conocen las temperaturas y sus correspondientes corrientes de filamento de pirómetropirométrico y se puede dibujartrazar una curva de temperatura versusfrente a la corriente. Esta curva se puede serextrapolar extrapoladaluego a temperaturas muy altas.
 
ParaAl determinar los puntos de fusión de una sustancia refractaria pormediante este método, es necesario tener condiciones de cuerpo negro o conocer la [[emisividad]] del material que se está midiendo. La contención del material de alto punto de fusión en estado líquido puede introducir dificultades experimentales. LasPor lo tanto, las temperaturas de fusión de algunos metales refractarios se han medido observando la radiación de una cavidad delde cuerpo negro en muestras de metal sólido que eran mucho más largas que anchas. Para formar taluna cavidad de este tipo, se perfora un agujeroorificio perpendicular al eje largo en el centro de una varilla del material. EstasLuego, estas barrasvarillas se calientan pasando una corriente muy grande a través de ellas, y la radiación emitida desdepor el agujeroorificio se observa con un pirómetro óptico. El punto de fusión seestá indicaindicado por el oscurecimiento del agujero cuando aparece la fase líquida, destruyendo las condiciones del cuerpo negro. EnHoy laen actualidaddía, se emplean técnicas de calentamiento por láser sin contenedorcontenedores, combinadas con pirómetros rápidos y espectrómetrosespectropirómetros rápidos, para permitir un control preciso del tiempo durante el cual la muestra se mantiene a temperaturas extremas. DichosEstos experimentos de duración inferior a un segundo abordan varios de los desafíos asociados con las mediciones más tradicionales del punto de fusión realizadas a temperaturas muy altas, como la vaporización de la muestra y la reacción con el contenedorrecipiente.
 
== Termodinámica ==
[[Archivo:Melting_curve_of_water.svg|derecha|miniaturadeimagen| Dependencia de la presión del punto de fusión del agua.]]
Para que un sólido se derrita, se requiere calor para elevar su temperatura hasta el punto de fusión. Sin embargo, sees necesitanecesario suministrar más calor para que la fusión tenga lugar la fusión: esto se denomina [[Entalpía de fusión|calor de fusión]] y es un ejemplo de [[calor latente]].
 
Desde elun punto de vista de la termodinámicatermodinámico, en el punto de fusión, el cambio en la [[Energía de Gibbs|energía libre de Gibbs]] (GΔG) del material es cero, pero la [[entalpía]] (''H'') y la [[entropía]] (''S'') del material están aumentandoaumentan (ΔH, ΔS> 0) . El fenómeno de fusión ocurre cuando la energía libre de Gibbs del líquido se vuelve más baja que ella del sólido para ese material. A variasdiversas presiones, esto sucede a una temperatura específica. También se puede demostrar que:
<math>\Delta S = \frac {\Delta H} {T}</math>
Aquí T, ΔS y ΔH son respectivamente la temperatura en el punto de fusión, el cambio de entropía de fusión y el cambio de entalpía de fusión.
 
: <math>\Delta S = \frac {\Delta H} {T}</math>
El punto de fusión es sensible a cambios extremadamente grandes en la presión, pero en general esta sensibilidad es un orden de magnitud menor que la del punto de ebullición, porque la transición sólido-líquido representa solo un pequeño cambio en el volumen.<ref>La relación exacta está expresada en el [[Clausius–Clapeyron relation|Clausius@–Clapeyron relación]].</ref><ref>{{Cita web|url=http://mpec.sc.mahidol.ac.th/RADOK/physmath/PHYSICS/j10.htm|título=J10 Heat: Change of aggregate state of substances through change of heat content: Change of aggregate state of substances and the equation of Clapeyron-Clausius|fechaacceso=19 de febrero de 2008}}</ref> Si, como se observa en la mayoría de los casos, una sustancia es más densa en el sólido que en el estado líquido, el punto de fusión aumentará con el aumento de la presión. De lo contrario se produce el comportamiento inverso. En particular, este es el caso del agua, como se ilustra gráficamente a la derecha, pero también de Si, Ge, Ga, Bi. Con cambios extremadamente grandes en la presión, se observan cambios sustanciales en el punto de fusión. Por ejemplo, el punto de fusión del silicio a presión ambiente (0.1 MPa) es de 1415 ° C, pero a presiones superiores a 10 GPa disminuye a 1000 ° C.<ref>Tonkov, E. Yu. Y Ponyatovsky, E. G. (2005) ''Transformaciones de Fase de Elementos Bajo Presión Alta'', CRC Prensa, Boca Raton, p. 98 </ref>
 
Aquí ''T'', ''ΔS'' y ''ΔH'' son respectivamente la [[temperatura]] en el punto de fusión, el cambio de entropía de fusión y el cambio de entalpía de fusión.
Los puntos de fusión se utilizan a menudo para caracterizar compuestos orgánicos e inorgánicos y para determinar su pureza. El punto de fusión de una sustancia pura siempre es más alto y tiene un rango más pequeño que el punto de fusión de una sustancia impura o, más generalmente, de mezclas. Cuanto mayor sea la cantidad de otros componentes, menor será el punto de fusión y más amplio será el rango del punto de fusión, a menudo denominado "rango pastoso". La temperatura a la que comienza la fusión para una mezcla se conoce como "''solidus''", mientras que la temperatura donde se completa la fusión se llama "''liquidus''". Los eutécticos son tipos especiales de mezclas que se comportan como fases simples. Se funden bruscamente a una temperatura constante para formar un líquido de la misma composición. Alternativamente, al enfriar un líquido con la composición eutéctica se solidificará como cristales mixtos dispersos uniformemente, pequeños (de grano fino) con la misma composición.
 
El punto de fusión es sensible a cambios extremadamentede grandes[[presión]] enextremadamente la presióngrandes, pero en generalgeneralmente esta sensibilidad es un ordenórdenes de magnitud menor que la del [[punto de ebullición]], porque la transición sólido-líquido representa solo un pequeño cambio en elde volumen. <ref>LaThe relaciónexact exactarelationship estáis expresadaexpressed enin elthe [[Clausius–Clapeyron relation|Clausius@–Clapeyron relación]].</ref> <ref>{{Cita web|url=http://mpec.sc.mahidol.ac.th/RADOK/physmath/PHYSICS/j10.htm|título=J10 Heat: Change of aggregate state of substances through change of heat content: Change of aggregate state of substances and the equation of Clapeyron-Clausius|fechaacceso=19 de febrero deFebruary 2008}}</ref> Si, como se observa en la mayoría de los casos, una sustancia es más densa en elestado sólido que en el estado líquido, el punto de fusión aumentará conal el aumento deaumentar la presión. De lo contrario, se produce el comportamiento inverso. EnCabe particular,destacar que este es el caso del agua, como se ilustra gráficamente a la derecha, pero también de Si, Ge, Ga, Bi. Con cambios de presión extremadamente grandes en la presión, se observan cambios sustanciales en el punto de fusión. Por ejemplo, el punto de fusión del silicio a presión ambiente (0.,1 MPa) es de 1415 &nbsp;° C, pero a presiones superiores a 10 GPa disminuye a 1000 &nbsp;° C. <ref>Tonkov, E. Yu. Yand Ponyatovsky, E. G. (2005) ''TransformacionesPhase deTransformations Faseof deElements ElementosUnder BajoHigh Presión AltaPressure'', CRC PrensaPress, Boca Raton, p. 98 {{ISBN|0-8493-3367-9}}</ref>
A diferencia de los sólidos cristalinos, los vidrios no poseen un punto de fusión; en el calentamiento experimentan una transición suave de vidrio a un líquido viscoso. Para un mayor calentamiento, se ablandan gradualmente, lo que puede caracterizarse por ciertos puntos de reblandecimiento.
 
Los puntos de fusión se utilizan a menudo para caracterizar compuestos orgánicos e inorgánicos y para determinar su [[wiktionary:Purity|pureza]]. El punto de fusión de una sustancia pura es siempre es más alto y tiene un rangointervalo más pequeñomenor que el punto de fusión de una sustancia impura o, más generalmente, de mezclas. Cuanto mayor sea la cantidad de otros componentes, menor será el punto de fusión y más amplio será el rangointervalo del punto de fusión, a menudo denominado "rangointervalo pastoso". La temperatura a la que comienza la fusión parade una mezcla se conoce como "''solidus''", mientras que la temperatura dondea la que se completa la fusión se llama "''liquidus''". Los eutécticos son tipos especiales de mezclas que se comportan como fases simplesúnicas. Se funden bruscamente a una temperatura constante para formar un líquido de la misma composición. Alternativamente, al enfriar un líquido con la composición eutéctica se solidificará como cristales mixtos dispersos uniformemente, pequeños (de grano fino) uniformemente dispersos con la misma composición.
 
A diferencia de los sólidos cristalinos, los [[Vidrio|vidrios]] no poseen un punto de fusión; enal el calentamientocalentarlos, experimentan una transición suave de[[Transición vidrioVítrea|transición vítrea]] a un [[líquido viscoso]]. ParaAl un mayorseguir calentamientocalentándose, se ablandan gradualmente, lo que puede caracterizarse por ciertos [[Punto de ablandamiento|puntos de reblandecimientoablandamiento]].
 
== Depresión del punto de congelación ==
El [[punto de congelación]] de un [[Disolvente|solvente]] se reducedisminuye cuando se agrega otro compuesto, lo que significa que una [[Disolución|solución]] tiene un punto de congelación más bajo que un solvente puro. Este fenómeno se utiliza en aplicaciones técnicas para evitar la congelación, por ejemplo, agregando sal o etilenglicol al agua.
{{Artículo principal|Descenso crioscópico|Sobrefusión|l1=Descenso crioscópico}}
El [[punto de congelación]] de un solvente se reduce cuando se agrega otro compuesto, lo que significa que una solución tiene un punto de congelación más bajo que un solvente puro. Este fenómeno se utiliza en aplicaciones técnicas para evitar la congelación, por ejemplo, agregando sal o etilenglicol al agua.
 
== La reglaRegla de Carnelley ==
En [[química orgánica]], la '''la regla de Carnelley''', establecida en 1882 por [[Thomas Carnelley]], establece que la ''alta [[simetría molecular]] alta seestá asociaasociada con un alto punto de fusión''. <ref>{{Cita publicación|título=Melting Point and Molecular Symmetry|apellidos=Brown, R. J. C.|apellidos2=R. F. C.|publicación=[[Journal of Chemical Education]]|volumen=77|número=6|página=724|bibcode=2000JChEd..77..724B|doi=10.1021/ed077p724|año=2000}}</ref> Carnelley basó su regla en el examen de 15,.000 compuestos químicos. Por ejemplo, para tres [[Isomería estructural|isómeros estructurales]] con [[Fórmula química|fórmula molecular]] C<sub>5</sub>H<sub>12</sub>, el punto de fusión aumenta en la serie [[isopentano]] −160 &nbsp;° C (113 K) [[Pentano|n-pentano]] −129.,8 &nbsp;° C (143 K) y [[Dimetilpropano|neopentano]] −16.,4 &nbsp;° C (256.,8 K). <ref>[[Melting point#Haynes|Haynes]], pp. 6.153@–155153–155.</ref> Del mismo modoAsimismo, en los [[Xileno|xilenos]] y también en los [[Diclorobenceno|diclorobencenos,]], el punto de fusión aumenta en el orden [[Patrones de sustitución en hidrocarburos aromáticos|meta, orto y luego para]]. La [[piridina]] tiene una simetría más baja que el [[Benceno|benceno,]], por lo tanto, su punto de fusión más bajo, pero el punto de fusión aumenta nuevamente con [[diazina]] y [[Triazina|triazinas]]. Muchos compuestos desimilares tipoa jaulajaulas como el [[adamantano]] y el [[Cubano (hidrocarburo)|cubano]] con alta simetría tienen puntos de fusión relativamente altos.
 
Un alto punto de fusión resulta de un alto [[Entalpía de fusión|calor de fusión]], una baja [[entropía de fusión]] o una combinación de ambos. En moléculas altamente simétricas, la fase cristalina está densamente empaquetada con muchas interacciones intermoleculares eficientes que resultandan como enresultado un mayor cambio de entalpía en la fusión.
[[Archivo:Si(tms)4.png|derecha|miniaturadeimagen|180x180px| Como muchos compuestos de alta simetría, el [[tetrakis (trimetilsilil) silano]] tiene un punto de fusión (pf) muy alto de 319-321 ° C. Tiende a sublime, por lo que la determinación del pf requiere que la muestra esté sellada en un tubo. <ref name="Gilman">{{Cita publicación|título=Tetrakis(trimethylsilyl)silane|apellidos=Gilman, H.|apellidos2=Smith, C. L.|publicación=Journal of Organometallic Chemistry|volumen=8|número=2|páginas=245–253|doi=10.1016/S0022-328X(00)91037-4|año=1967}}</ref>]]
 
== Predicción del punto de fusión de las sustancias (criterio de Lindemann) ==
Un[[Frederick Lindemann, 1st Viscount Cherwell|Frederick Lindemann]] realizó por primera vez en 1910 un intento de predecir el punto de fusión a granel de los materiales cristalinos. se realizó por primera vez en 1910 por [[Frederick Lindemann]].<ref name="Lindemann1910">{{Cita publicación|título=The calculation of molecular vibration frequencies|apellidos=Lindemann FA|enlaceautor=Frederick Lindemann|publicación=Phys. Z.|volumen=11|páginas=609–612|año=1910}}</ref> La idea detrás de la teoría fue la observación de que la amplitud promedio de las vibraciones térmicas aumenta alcon aumentarel aumento de la temperatura. La fusión se inicia cuando la amplitud de la vibración se vuelve lo suficientemente grande como para que los átomos adyacentes ocupen parcialmente el mismo espacio. El '''criterio de Lindemann''' establece que se espera unala fusión cuando la [[Amplitud (física)|amplitud cuadrática media de la raíz]] de vibración excede un valor de umbral.
 
Suponiendo que todos los átomos en un cristal vibran con la misma frecuencia ''ν'', la energía térmica promedio se puede estimarseestimar utilizandousando el [[teorema de equipartición]] como <ref name="Sorkin">Sorkin, S., (2003), defectos[http://phycomp.technion.ac.il/~phsorkin/thesis/thesis.html dePoint Puntodefects, estructuralattice de enrejadostructure, yand fundiendomelting], TesisThesis, Technion, Israel.</ref>
 
: <math>
</math>
 
donde ''m'' es la [[masa atómica]], ''vν'' es la [[frecuencia]], ''u'' es la amplitud de vibración mediapromedio, ''k'' <sub>B</sub>'' es la [[constante de Boltzmann]] y ''T'' es la [[temperatura absoluta]] . Si el valor de umbral de ''u <sup>2</sup>'' es ''c <sup>2</sup> a <sup>2</sup>,'' donde ''c'' es la [[Índice de Lindemann|constante de Lindemann]] y ''a'' es el [[Espaciamiento atómico|espaciado atómico]], entonces el punto de fusión se estima como
 
: <math>
</math>
 
Se pueden obtener varias otras expresiones para la temperatura de fusión estimada dependiendo de la estimación de la energía térmica promedio. Otra expresión de usocomúnmente comúnutilizada para el criterio de Lindemann es <ref name="Hofmann">{{Cita libro|apellidos=Philip Hofmann|título=Solid state physics: an introduction|url=https://books.google.com/books?id=XfIpxi4kcM4C&pg=PA67|fechaacceso=13 de marzo deMarch 2011|año=2008|editorial=Wiley-VCH|isbn=978-3-527-40861-0|página=67}}</ref>
 
: <math>
</math>
 
De la expresión parade la [[Modelo de Debye|frecuencia de Debye]] para ''ν'', tenemos
 
: <math>
</math>
 
donde θD''θ'' <sub>D</sub> es la [[Modelo de Debye|temperatura de Debye]] y ''h'' es la [[constante de Planck]]. Los valores de ''c'' vanoscilan desdeentre 0.15–0.,15 y 0,3 para la mayoría de los materiales. <ref name="Nelson">Nelson, D. R., (2002), [https://books.google.com/books?id=YtYFAqswRzUC&printsec=frontcover DefectosDefects yand geometríageometry enin físicascondensed de la materiamatter condensadaphysics], Cambridge PrensaUniversity UniversitariaPress, {{ISBN|0-521-00400-4}}</ref>
 
== Predicción del punto de fusión ==
En febrero de 2011, [[Alfa Aesar]] lanzópublicó más de 10,.000 puntos de fusión de compuestos de su catálogo como [[datos abiertos]] . Este conjunto de datos se ha utilizado para crear un [[Random forest|modelo de bosqueforestal aleatorio]] para la predicción del punto de fusión<ref name="Lang">Bradley, J-C. Y Lang Un.S.I.D. (2011) [http://onschallenge.wikispaces.com/MeltingPointModel010 modelo de Bosque Aleatorio para fundir predicción de punto.] onschallenge.wikispaces.com</ref> que ahora está disponible de formagratuitamente. gratuita<ref name="LangGuha">[http://www.qsardb.org/repository/predictor/10967/104?model=rf PronosticaPredict fundirmelting puntopoint defrom SONRISAS.SMILES]. Qsardb.org. RecuperadoRetrieved elon 13 de septiembre deSeptember 2013.</ref>. Los datos deabiertos del punto de fusión abierto también están disponibles en ''[[Precedencias de la naturaleza|Nature Precedings]]''. <ref name="Williams">[http:/{{Cita publicación|título=ONS Open Melting Point Collection|apellidos=Bradley|nombre=Jean-Claude|apellidos2=Lang|nombre2=Andrew|fecha=11 August 2011|publicación=Nature Precedings|doi=10.1038/precedingsnpre.nature2011.com/documents/6229/version/.1|apellidos3=Williams|nombre3=Antony|apellidos4=Curtin|nombre4=Evan}}</ref> ONS''Tetko Abreet Fundiral'' Colección. publicaron datos de Puntoalta calidad extraídos de patentes y también modelos <ref name="OCHEM">[http://ochem.eu/article/99826 OCHEM melting point models]. Precedingsochem.nature.comeu. RecuperadoRetrieved elon 1318 de septiembreJune de 20132016.</ref> Tetkodesarrollados etcon alestos datos. <ref name="Tetko">{{Cita publicación|título=The development of models to predict melting and pyrolysis point data associated with several hundred thousand compounds mined from PATENTS|apellidos=Tetko|nombre=Igor V|apellidos2=m. Lowe|nombre2=Daniel|publicación=Journal of Cheminformatics|volumen=8|páginas=2|doi=10.1186/s13321-016-0113-y|pmc=4724158|pmid=26807157|apellidos3=Williams|nombre3=Antony J|año=2016}}</ref> publicaron datos de alta calidad extraídos de patentes y también modelos [19] desarrollados con estos datos.<ref name="OCHEM">[http://ochem.eu/article/99826 OCHEM Fundiendo modelos de punto.] ochem.eu. Recuperado el 18 de junio de 2016.</ref>
 
== Véase también ==
 
== Referencias ==
* [[Anexo:Elementos químicos|Lista de elementos por punto de fusión]]
 
* [[Fase (termodinámica)|Fases de la materia]]
* [[Punto triple]]
* [[Solidus (termodinámica)|Solidus]]
* [[Fusión (cambio de estado)|Fusión]]
* [[Calor]]
* [[Presión]]
* [[Diagrama de fase|Esquema de fase]]
== Notas ==
{{Listaref|group="nota"}}
==Referencias==
<references responsive="" />
 
== Bibliografía ==
 
* {{Cita libro|título=CRC Handbook of Chemistry and Physics|año=2011|editorial=CRC Press|isbn=1439855110|editor=Haynes, William M.|edición=92nd|ref=Haynes}}
 
== Enlaces externos ==
 
* [[iarchive:meltingboilingpo01carnuoft|FundiendoTablas ede hirviendo mesaspuntos de puntofusión y ebullición vol. 1]] porde Thomas Carnelley (Harrison, Londres, 1885@–1887-1887)
* [[iarchive:meltingboilingpo02carnuoft|FundiendoTablas ede hirviendo mesaspuntos de puntofusión y ebullición vol. 2]] porde Thomas Carnelley (Harrison, Londres, 1885@–1887-1887)
* [http://ochem.eu/article/99826 PatenteDatos minedextraídos datode patentes] EncimaMás de 250,.000 librementedatos descargablede punto fundiendode datofusión dedescargables puntogratuitamente. También descargable en [https://figshare.com/articles/Melt-ing_Point_and_Pyrolysis_Point_Data_for_Tens_of_Thousands_of_Chemicals/2007426 figshare]
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