จุดเดือดและจุดหลอมเหลว จุดหลอมเหลวของโลหะ

โลหะเกือบทั้งหมดเป็นของแข็งภายใต้สภาวะปกติ แต่ที่อุณหภูมิหนึ่งพวกมันสามารถเปลี่ยนสถานะการรวมตัวและกลายเป็นของเหลวได้ มาดูกันว่าจุดหลอมเหลวสูงสุดของโลหะคืออะไร? อันไหนต่ำที่สุด?

จุดหลอมเหลวของโลหะ

ธาตุส่วนใหญ่ในตารางธาตุเป็นโลหะ ปัจจุบันมีทั้งหมดประมาณ 96 รายการ ล้วนต้องการเงื่อนไขที่แตกต่างกันในการเปลี่ยนเป็นของเหลว

เกณฑ์การให้ความร้อนของสารผลึกแข็งซึ่งเกินกว่าที่จะกลายเป็นของเหลวเรียกว่าจุดหลอมเหลว สำหรับโลหะจะแปรผันภายในหลายพันองศา หลายแห่งกลายเป็นของเหลวด้วยความร้อนค่อนข้างสูง ทำให้เป็นวัสดุทั่วไปสำหรับทำหม้อ กระทะ และเครื่องครัวอื่นๆ

เงิน (962 °C) อลูมิเนียม (660.32 °C) ทอง (1,064.18 °C) นิกเกิล (1455 °C) แพลทินัม (1772 °C) ฯลฯ มีจุดหลอมเหลวเฉลี่ย นอกจากนี้ยังมีกลุ่มของโลหะทนไฟและโลหะหลอมต่ำ ตัวแรกต้องใช้อุณหภูมิมากกว่า 2,000 องศาเซลเซียสจึงจะกลายเป็นของเหลว ตัวแรกต้องการอุณหภูมิน้อยกว่า 500 องศา

โลหะที่หลอมละลายต่ำมักประกอบด้วยดีบุก (232 °C) สังกะสี (419 °C) และตะกั่ว (327 °C) อย่างไรก็ตาม บางส่วนอาจมีอุณหภูมิต่ำกว่านี้ด้วยซ้ำ ตัวอย่างเช่น แฟรนเซียมและแกลเลียมละลายในมือ แต่ซีเซียมสามารถให้ความร้อนได้ในหลอดบรรจุเท่านั้น เพราะมันจุดไฟด้วยออกซิเจน

อุณหภูมิหลอมเหลวต่ำสุดและสูงสุดของโลหะแสดงอยู่ในตาราง:

ทังสเตน

โลหะทังสเตนมีจุดหลอมเหลวสูงสุด มีเพียงคาร์บอนอโลหะเท่านั้นที่มีอันดับสูงกว่าในตัวบ่งชี้นี้ ทังสเตนเป็นสารเงาสีเทาอ่อน มีความหนาแน่นและหนักมาก โดยมีอุณหภูมิเดือดที่ 5555 °C ซึ่งเกือบเท่ากับอุณหภูมิโฟโตสเฟียร์ของดวงอาทิตย์

ในสภาพห้องจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเล็กน้อยและไม่กัดกร่อน แม้จะมีการหักเหของแสง แต่ก็ค่อนข้างเหนียวและสามารถปลอมแปลงได้แม้เมื่อถูกความร้อนถึง 1600 °C คุณสมบัติเหล่านี้ของทังสเตนใช้สำหรับไส้หลอดในหลอดไฟและหลอดภาพอิเล็กโทรดสำหรับการเชื่อม โลหะที่ขุดได้ส่วนใหญ่จะผสมกับเหล็กเพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความแข็ง

ทังสเตนมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในแวดวงการทหารและเทคโนโลยี เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับการผลิตกระสุน เกราะ เครื่องยนต์ และชิ้นส่วนที่สำคัญที่สุดของยานพาหนะทางทหารและเครื่องบิน นอกจากนี้ยังใช้ทำเครื่องมือผ่าตัดและกล่องสำหรับเก็บสารกัมมันตภาพรังสี

ปรอท

ปรอทเป็นโลหะชนิดเดียวที่มีจุดหลอมเหลวเป็นลบ นอกจากนี้ยังเป็นหนึ่งในสององค์ประกอบทางเคมีที่มีสารธรรมดาอยู่ในรูปของเหลวภายใต้สภาวะปกติ สิ่งที่น่าสนใจคือโลหะจะเดือดเมื่อถูกความร้อนถึง 356.73 °C และมีค่าสูงกว่าจุดหลอมเหลวมาก

มีสีขาวเงินและมีความเงางามเด่นชัด มันระเหยไปที่อุณหภูมิห้องแล้วกลั่นตัวเป็นลูกบอลเล็ก ๆ โลหะมีพิษมาก สามารถสะสมในอวัยวะภายในของมนุษย์ ทำให้เกิดโรคของสมอง ม้าม ไต และตับได้

ดาวพุธเป็นหนึ่งในเจ็ดโลหะชนิดแรกๆ ที่มนุษย์ได้เรียนรู้ ในยุคกลางถือเป็นองค์ประกอบการเล่นแร่แปรธาตุหลัก แม้จะมีความเป็นพิษ แต่ครั้งหนึ่งเคยถูกนำมาใช้ในทางการแพทย์ โดยเป็นส่วนหนึ่งของการอุดฟัน และใช้เป็นยารักษาโรคซิฟิลิสด้วย ปัจจุบัน ปรอทได้ถูกกำจัดออกจากการเตรียมทางการแพทย์เกือบทั้งหมดแล้ว แต่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมือวัด (บารอมิเตอร์ เกจวัดความดัน) สำหรับการผลิตโคมไฟ สวิตช์ และกริ่งประตู

โลหะผสม

หากต้องการเปลี่ยนคุณสมบัติของโลหะชนิดใดชนิดหนึ่งจึงนำไปผสมกับสารอื่น ดังนั้นไม่เพียงแต่จะได้รับความหนาแน่นและความแข็งแรงมากขึ้นเท่านั้น แต่ยังช่วยลดหรือเพิ่มจุดหลอมเหลวอีกด้วย

โลหะผสมอาจประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีตั้งแต่สององค์ประกอบขึ้นไป แต่อย่างน้อยหนึ่งองค์ประกอบต้องเป็นโลหะ “สารผสม” ดังกล่าวมักใช้ในอุตสาหกรรมมากเนื่องจากทำให้ได้คุณภาพของวัสดุที่จำเป็นอย่างแท้จริง

จุดหลอมเหลวของโลหะและโลหะผสมขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ของโลหะชนิดแรก รวมถึงสัดส่วนและองค์ประกอบของโลหะชนิดหลังด้วย เพื่อให้ได้โลหะผสมที่หลอมละลายต่ำ มักใช้ตะกั่ว ปรอท แทลเลียม ดีบุก แคดเมียม และอินเดียม สารที่มีสารปรอทเรียกว่าอะมัลกัม สารประกอบของโซเดียม โพแทสเซียม และซีเซียมในอัตราส่วน 12%/47%/41% กลายเป็นของเหลวอยู่แล้วที่อุณหภูมิลบ 78 °C ซึ่งเป็นส่วนผสมของปรอทและแทลเลียม - ที่อุณหภูมิลบ 61°C วัสดุทนไฟที่สุดคือโลหะผสมของแทนทาลัมและแฮฟเนียมคาร์ไบด์ในสัดส่วน 1:1 โดยมีจุดหลอมเหลว 4115 °C

โลหะหรือโลหะผสมแต่ละชนิดมีคุณสมบัติเฉพาะตัว รวมถึงจุดหลอมเหลวด้วย ในกรณีนี้ วัตถุจะผ่านจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง ในบางกรณี วัตถุจะกลายเป็นของเหลวจากของแข็ง ในการละลายคุณต้องใช้ความร้อนกับมันและให้ความร้อนจนกระทั่งถึงอุณหภูมิที่ต้องการ ในขณะที่โลหะผสมถึงจุดอุณหภูมิที่ต้องการ โลหะผสมอาจยังคงอยู่ในสถานะของแข็ง เมื่อเปิดรับแสงอย่างต่อเนื่อง มันก็จะเริ่มละลาย

ดาวพุธมีจุดหลอมเหลวต่ำที่สุด โดยละลายได้แม้ที่อุณหภูมิ -39 °C ส่วนทังสเตนมีอุณหภูมิสูงสุด - 3422 °C สำหรับโลหะผสม (เหล็กและอื่น ๆ) การระบุตัวเลขที่แน่นอนเป็นเรื่องยากมาก ทุกอย่างขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของส่วนประกอบในนั้น สำหรับโลหะผสมจะเขียนเป็นช่วงตัวเลข

กระบวนการทำงานอย่างไร

ธาตุต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นทอง เหล็ก เหล็กหล่อ เหล็กหรืออื่นๆ หลอมละลายในปริมาณเท่าๆ กัน สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากความร้อนภายนอกหรือภายใน การทำความร้อนภายนอกจะดำเนินการในเตาความร้อน สำหรับการใช้งานภายใน การให้ความร้อนแบบต้านทาน การส่งผ่านกระแสไฟฟ้าหรือการเหนี่ยวนำ การให้ความร้อนในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง- ผลกระทบก็ประมาณเดียวกัน

เมื่อไร ความร้อนเกิดขึ้นแอมพลิจูดของการสั่นเนื่องจากความร้อนของโมเลกุลจะเพิ่มขึ้น ปรากฏ ข้อบกพร่องของโครงสร้างขัดแตะพร้อมด้วยการแตกของพันธะระหว่างอะตอม ระยะเวลาของการทำลายขัดแตะและการสะสมของข้อบกพร่องเรียกว่าการหลอมละลาย

ขึ้นอยู่กับระดับที่โลหะหลอมละลาย พวกมันถูกแบ่งออกเป็น:

1. ละลายต่ำ - สูงถึง 600 °C: ตะกั่ว, สังกะสี, ดีบุก;
2. การหลอมปานกลาง - ตั้งแต่ 600 °C ถึง 1600 °C: ทองคำ ทองแดง อลูมิเนียม เหล็กหล่อ เหล็ก และองค์ประกอบและสารประกอบส่วนใหญ่ทั้งหมด
3. วัสดุทนไฟ - ตั้งแต่ 1,600 °C: โครเมียม, ทังสเตน, โมลิบดีนัม, ไทเทเนียม

ขึ้นอยู่กับระดับสูงสุด อุปกรณ์หลอมจะถูกเลือก มันควรจะแข็งแกร่งขึ้นความร้อนจะยิ่งแข็งแกร่งขึ้น

ค่าสำคัญที่สองคือระดับการเดือด นี่คือพารามิเตอร์ที่ของเหลวเริ่มเดือด ตามกฎแล้วจะมีจุดหลอมเหลวเป็นสองเท่า ค่าเหล่านี้เป็นสัดส่วนโดยตรงต่อกันและมักจะได้รับที่ความดันปกติ

หากความดันเพิ่มขึ้น ปริมาณการหลอมก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ถ้าความดันลดลงก็จะลดลง

ตารางลักษณะ

โลหะและโลหะผสม - ที่ขาดไม่ได้ ฐานการปลอมการผลิตโรงหล่อ การผลิตอัญมณี และการผลิตด้านอื่นๆ อีกมากมาย ไม่ว่าอาจารย์จะทำอะไรก็ตาม ( เครื่องประดับทอง,รั้วทำด้วยเหล็กหล่อ,มีดทำด้วยเหล็กหรือ กำไลทองแดง)เพื่อการทำงานที่เหมาะสม จำเป็นต้องทราบอุณหภูมิที่องค์ประกอบเฉพาะละลาย

หากต้องการทราบพารามิเตอร์นี้ คุณต้องดูตาราง ในตาราง คุณสามารถดูระดับการเดือดได้

ในบรรดาองค์ประกอบที่ใช้บ่อยที่สุดในชีวิตประจำวัน ตัวบ่งชี้จุดหลอมเหลวมีดังนี้:

1. อลูมิเนียม - 660 °C;
2. จุดหลอมเหลวของทองแดง - 1,083 °C;
3. จุดหลอมเหลวของทองคำ - 1,063 °C;
4. เงิน - 960 °C;
5. ดีบุก - 232 °C ดีบุกมักใช้สำหรับการบัดกรีเนื่องจากอุณหภูมิของหัวแร้งที่ใช้งานได้คือ 250–400 องศาพอดี
6. ตะกั่ว - 327 °C;
7. จุดหลอมเหลวของเหล็ก - 1,539 °C;
8. จุดหลอมเหลวของเหล็ก (โลหะผสมของเหล็กและคาร์บอน) อยู่ระหว่าง 1300 °C ถึง 1500 °C มันแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความอิ่มตัวของเหล็กพร้อมส่วนประกอบ
9. จุดหลอมเหลวของเหล็กหล่อ (เช่นโลหะผสมของเหล็กและคาร์บอน) - ตั้งแต่ 1100 °C ถึง 1300 °C;
10. ปรอท - -38.9 °C

ตามที่เห็นชัดเจนจากส่วนนี้ของตาราง โลหะที่หลอมละลายได้มากที่สุดคือปรอท ซึ่งที่อุณหภูมิบวกจะอยู่ในสถานะของเหลวอยู่แล้ว

จุดเดือดขององค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้เกือบสองเท่า และบางครั้งก็สูงกว่าจุดหลอมเหลวด้วยซ้ำ เช่น ทองคำมีอุณหภูมิ 2,660 องศาเซลเซียส อลูมิเนียม - 2519 องศาเซลเซียสสำหรับเหล็ก - 2900 °C สำหรับทองแดง - 2580 °C สำหรับปรอท - 356.73 °C

สำหรับโลหะผสม เช่น เหล็ก เหล็กหล่อ และโลหะอื่นๆ การคำนวณจะใกล้เคียงกันและขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของส่วนประกอบในโลหะผสม

จุดเดือดสูงสุดของโลหะคือ เรเนีย - 5596 องศาเซลเซียส- จุดเดือดสูงสุดคือวัสดุทนไฟมากที่สุด

มีตารางที่ระบุด้วย ความหนาแน่นของโลหะ- โลหะที่เบาที่สุดคือลิเธียม โลหะที่หนักที่สุดคือออสเมียม ออสเมียมมีความหนาแน่นสูงกว่ายูเรเนียมและพลูโตเนียมหากพิจารณาที่อุณหภูมิห้อง โลหะเบา ได้แก่ แมกนีเซียม อลูมิเนียม ไทเทเนียม โลหะหนัก ได้แก่ โลหะที่พบมากที่สุด: เหล็ก ทองแดง สังกะสี ดีบุก และอื่นๆ อีกมากมาย กลุ่มสุดท้ายคือโลหะหนักมาก ได้แก่ ทังสเตน ทอง ตะกั่ว และอื่นๆ

ตัวชี้วัดอื่นที่พบในตารางคือ การนำความร้อนของโลหะ- เนปจูนเนียมเป็นตัวนำความร้อนที่แย่ที่สุด และโลหะที่ดีที่สุดในแง่ของการนำความร้อนคือเงิน ทอง เหล็ก เหล็ก เหล็กหล่อ และองค์ประกอบอื่นๆ อยู่ตรงกลางระหว่างสองขั้วสุดขั้วนี้ ลักษณะที่ชัดเจนสำหรับแต่ละรายการสามารถพบได้ในตารางที่ต้องการ

น้ำเดือด โลหะละลาย หรือในกรณีที่รุนแรง แก้ว... แนวคิดดังกล่าวคุ้นเคยกันมาตั้งแต่เด็ก แต่ปรากฎว่าน้ำสามารถละลายได้และโลหะสามารถเดือดได้ กล่าวโดยย่อคือ แนวคิดเหล่านี้สามารถนำไปใช้กับสารใดก็ได้

ตามที่เราทุกคนจำได้จากหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียน สารใดๆ สามารถอยู่ในสถานะการรวมกลุ่มหนึ่งในสามสถานะได้: ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ (แม้ว่าจะมีสถานะของสสารอื่นๆ ด้วย เช่น พลาสมา ผลึกเหลว แต่ในบริบทของปัญหาภายใต้ เกรงว่าพวกเขาจะไม่สนใจเรา)

ไม่ว่าสารจะอยู่ในสถานะใดก็ตาม มันจะประกอบด้วยโมเลกุลเดียวกัน ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือพวกมันตั้งอยู่อย่างไรและพวกมัน “ประพฤติตัวอย่างไร” ในร่างกายที่มั่นคง พวกมันจะเกิดการสั่นสะเทือนเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เนื่องจากร่างกายที่แข็งแกร่งยังคงรักษารูปร่างและปริมาตรไว้ได้ ของแข็งแบ่งออกเป็นผลึกและอสัณฐาน ในวัตถุที่เป็นผลึกโมเลกุลจะถูกจัดเรียงตามลำดับที่เข้มงวดและเป็นระยะ ๆ ก่อตัวเป็นตาข่ายคริสตัลในรูปของรูปทรงหลายเหลี่ยม ร่างกายอสัณฐานติดกับของเหลว แต่ความหนืดของ "ของเหลว" นี้สูงมากดังนั้นร่างกายดังกล่าวจึงยังมีคุณสมบัติของของแข็งอยู่

ในของเหลว โมเลกุลไม่มีการจัดเรียงที่เฉพาะเจาะจง แต่ก็ขาดอิสระในการเคลื่อนไหวเช่นกัน แรงดึงดูดจะยึดพวกมันไว้ด้วยกัน ดังนั้นวัตถุที่เป็นของเหลวจะคงปริมาตรไว้แต่ไม่ได้มีรูปร่าง ในสารที่เป็นก๊าซ โมเลกุลจะเคลื่อนที่อย่างวุ่นวาย มีปฏิกิริยาโต้ตอบอย่างอ่อน และสารดังกล่าวไม่สามารถคงปริมาตรหรือรูปร่างไว้ได้

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว สารใดๆ สามารถอยู่ในสถานะใดก็ได้ในสามสถานะนี้ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับปัจจัยสองประการเท่านั้น: ความดันและอุณหภูมิ ตัวอย่างเช่นในสภาพของดาวอังคารไม่มีน้ำของเหลวบนโลกมันค่อนข้างยากที่จะได้รับออกซิเจนเหลว แต่ก็ยังเป็นไปได้ แต่ไฮโดรเจนที่เป็นโลหะไม่สามารถสร้างได้ในห้องปฏิบัติการภาคพื้นดินใด ๆ - แต่บนดาวพฤหัสบดีนั้นมีอยู่ การเปลี่ยนผ่านระหว่างรัฐเหล่านี้เรียกว่า การเปลี่ยนเฟสเรียกว่าการเดือดและการละลาย

การเดือดคือการเปลี่ยนจากของเหลวเป็นสถานะก๊าซ การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นเสมอเนื่องจากความจริงที่ว่าโมเลกุลที่อยู่บนพื้นผิวของของเหลวนั้นไม่เพียงถูกเปิดเผยต่อ "พี่น้อง" จากของเหลวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงโมเลกุลของอากาศด้วย โมเลกุลบางตัวในของเหลวมีพลังงานจลน์มากกว่าโมเลกุลอื่นและปล่อยของเหลวไว้ แต่โมเลกุลที่เหลือมีพลังงานโดยรวมน้อยกว่า ของเหลวจึงเย็นลง ดังนั้นของเหลวทั้งหมดจึงค่อยๆ "ออก" ได้ซึ่งเรียกว่าการระเหย ในระหว่างการเดือด การระเหยไม่เพียงเกิดขึ้นจากพื้นผิวของของเหลวเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นตลอดปริมาตรทั้งหมดด้วย - เนื่องจากฟองไอที่เกิดขึ้นในของเหลว การเปลี่ยนสถานะนี้เกิดขึ้นเร็วกว่ามาก แม่บ้านทุกคนรู้ดีว่าน้ำต้องใช้เวลาในการทำให้แห้งมากกว่าการต้ม) หากการระเหยเกิดขึ้นที่อุณหภูมิใด ๆ การเดือดจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึงระดับหนึ่งเท่านั้น (สารแต่ละชนิดมีอุณหภูมิของตัวเอง)

การเปลี่ยนผ่านของสารจากของแข็งที่เป็นผลึกไปเป็นสถานะของเหลวเรียกว่าการหลอมละลาย ควรเน้นย้ำว่าแนวคิดนี้มาจากวัตถุที่เป็นผลึกซึ่งใช้ไม่ได้กับวัตถุอสัณฐาน ดังนั้นสำนวน "ชีสแปรรูป" จากมุมมองของฟิสิกส์จึงไม่มีความหมายเนื่องจากชีสเป็นเพียงร่างกายที่ไม่มีรูปร่าง แต่น้ำแข็งสามารถละลายได้ (ซึ่งหลายคนไม่ชัดเจนจากฟิสิกส์)

เช่นเดียวกับการเดือด การละลายเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึงระดับหนึ่ง ที่ความดันปกติ จุดหลอมเหลวสูงสุดคือคาร์บอน (4,500 องศา) ในบรรดาโลหะ - ทังสเตน (3422 องศา) ฮีเลียมมีจุดหลอมเหลวต่ำที่สุดที่ความดันปกติ ต่ำมากจน...ไม่มีเลย! แม้ที่อุณหภูมิใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์ มันยังคงเป็นของเหลวโดยไม่เปลี่ยนเป็นสถานะของแข็ง ซึ่งต้องใช้แรงดันมากกว่า 25 บรรยากาศ

สารบางชนิดที่ความดันปกติไม่ได้ผ่านทั้งสามสถานะและการเปลี่ยนเฟสนี้ทั้งหมด บางส่วนผ่านจากของแข็งไปเป็นแก๊สโดยไม่ต้องผ่านสถานะของเหลว - กระบวนการนี้เรียกว่าการระเหิดหรือการระเหิด

จุดหลอมเหลว ( ต pl) ของของแข็งที่เป็นผลึกคืออุณหภูมิที่เริ่มเปลี่ยนเป็นสถานะของเหลวที่ความดันบรรยากาศ สารแต่ละชนิดที่บริสุทธิ์อย่างยิ่งได้ถูกกำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ตกรุณา อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติทั่วไป เป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำให้สารมีความบริสุทธิ์เกือบ 100% ดังนั้นการเปลี่ยนตัวอย่างของแข็งให้เป็นของเหลวโดยสมบูรณ์จึงเกิดขึ้นในช่วงอุณหภูมิที่กำหนด D ตกรุณา = ตถึง - ตที่ไหน ตถึงและ ต n คืออุณหภูมิจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของการหลอมละลายตามลำดับ โดยปกติอุณหภูมิเหล่านี้จะถูกระบุเมื่อระบุลักษณะความบริสุทธิ์ของสารที่เกิดขึ้น (รวมถึงบ่อยครั้งในหนังสืออ้างอิง ตัวอย่างเช่น ใน “คู่มือนักเคมี” เล่ม II สำหรับ n-อะมิโนอะซิตานิไลด์ ต pl 161 - 162° C สำหรับวานิลลิน 81 - 83° C เป็นต้น) ยิ่งสารบริสุทธิ์ D ก็ยิ่งน้อยลง กรุณา- สารที่เกือบจะบริสุทธิ์มี D ตอุณหภูมิไม่เกิน 0.5° C ความแตกต่างระหว่างจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของการหลอมที่ 1° C บ่งชี้ถึงคุณภาพที่ดีของผลิตภัณฑ์ที่ได้ การหาค่าเฉลี่ยไม่ถูกต้อง ( ต n + ตเจ)/2.

การผสมของสารอื่นใดที่สามารถผสมกับสารประกอบทดสอบทั้งหมดหรือบางส่วนได้ จะทำให้จุดหลอมเหลวลดลง และตามกฎแล้ว จะขยายช่วงอุณหภูมิ D ตกรุณา ค่า D ต pl ถูกประเมินไว้สูงเกินไปเนื่องจากการให้ความร้อนตัวอย่างที่ไม่ถูกต้องและรวดเร็วเกินไป

จุดหลอมเหลวคือค่าคงที่ทางกายภาพของสารประกอบเคมี ความบังเอิญระหว่างค่าที่พบและค่าที่ทำเป็นตาราง ต pl ทำหน้าที่เป็นหนึ่งในข้อพิสูจน์ถึงธรรมชาติของสารที่ไม่รู้จักในระหว่างการระบุตัวตน (การรับรู้)

อุปกรณ์สำหรับกำหนดจุดหลอมเหลวแสดงไว้ในรูปที่ 1 3. ใส่สารลงในแก้วคาปิลารี (7) ซึ่งติดอยู่กับเทอร์โมมิเตอร์ (3) โดยใช้วงแหวนยาง (6) เพื่อให้คอลัมน์ของสารในคาปิลลารีกดติดกับลูกบอลเทอร์โมมิเตอร์และสภาพของสารสามารถ สังเกตได้ผ่านผนังโปร่งใสของภาชนะ (1 และ 2) และชั้นของกรดซัลฟิวริกเข้มข้นที่อยู่ในภาชนะ (1)

หากสารแห้งสนิท สามารถอุ่นแก้วได้เล็กน้อยก่อนที่จะวางตัวอย่างลงบนแก้ว และสารที่บดแล้วสามารถเก็บไว้บนพื้นผิวที่อบอุ่นได้ระยะหนึ่ง (~ 10 นาที) ปลายเปิดของเส้นเลือดฝอยสัมผัสกับ "เนิน" ของสารบด และคริสตัลที่เข้าไปข้างในจะถูกผลักลงไปตามเส้นเลือดฝอย โยนมันหลายครั้งโดยให้ปลายปิดผนึกลงไปในท่อยาว 60–70 ซม. และสูงประมาณ 1 ซม. เส้นผ่านศูนย์กลาง วางในแนวตั้งบนพื้นผิวโลหะ แก้ว หรือเซรามิก การบดอัดตัวอย่างในเส้นเลือดฝอยเกิดขึ้นเมื่อกระทบกับพื้นผิวแข็ง ในกรณีนี้เนื่องจากการเสียรูปยืดหยุ่นของแก้วทำให้เส้นเลือดฝอยกระโดดหลายครั้งภายในหลอด ความสูงของคอลัมน์สารในเส้นเลือดฝอยควรอยู่ที่ 4-5 มม. (ไม่เกิน) ยิ่งสารถูกอัดแน่นในเส้นเลือดฝอยได้ดีเท่าไรก็ยิ่งสามารถกำหนดจุดหลอมเหลวได้แม่นยำมากขึ้นเท่านั้น

เส้นเลือดฝอยติดอยู่กับเทอร์โมมิเตอร์ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นและเริ่มให้ความร้อนแก่อุปกรณ์

หากมีการวัดจุดหลอมเหลวเพื่อกำหนดความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ที่ทราบ อุปกรณ์จะได้รับความร้อนอย่างรวดเร็วจนถึงอุณหภูมิประมาณ 10°C ซึ่งต่ำกว่าที่ทราบจากหนังสืออ้างอิง ต pl ของสารบริสุทธิ์ หลังจากนั้นให้วางหัวเผาไว้สักครู่ แต่เทอร์โมมิเตอร์ยังคงเพิ่มขึ้นต่อไปเนื่องจากความเฉื่อยของความร้อน จากนั้นจ่ายความร้อนอย่างระมัดระวังโดยวางเปลวไฟของหัวเผาไว้ใต้ตาข่าย เพิ่มอุณหภูมิอย่างช้าๆ (1 - 2 ° C ใน 1 นาที) ยิ่งคอลัมน์ปรอทในเทอร์โมมิเตอร์เพิ่มขึ้นช้าลงเท่าใด ก็สามารถวัดจุดหลอมเหลวได้แม่นยำมากขึ้นเท่านั้น

ในระหว่างกระบวนการทำความร้อน จะมีการตรวจสอบสถานะของสารในเส้นเลือดฝอย อุณหภูมิที่คอลัมน์ของสารเริ่มยุบตัวอันเป็นผลมาจากการปรากฏตัวของเฟสของเหลว ปริมาตรที่ลดลง (“การหดตัว”) ถือเป็นจุดเริ่มต้นของการหลอมละลาย ในขณะนี้ ให้สังเกตการอ่านเทอร์โมมิเตอร์ ( ตน) พวกเขาชะลออัตราการทำความร้อนให้ช้าลงและรอจนกระทั่งสารในเส้นเลือดฝอยกลายเป็นของเหลวโดยสมบูรณ์ นี่คือจุดสิ้นสุดของการละลาย การอ่านเทอร์โมมิเตอร์สอดคล้องกัน ตถึง.

หากจำเป็นต้องระบุจุดหลอมเหลวของสารที่ไม่รู้จัก อันดับแรกคุณควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าโดยทั่วไปสามารถหลอมละลายได้ที่อุณหภูมิซึ่งอยู่ภายในช่วงของค่าปกติ ต pl สารประกอบอินทรีย์ (<300° C). Это можно сделать, нагревая небольшое количество продукта на стеклянной палочке над пламенем горелки. Только убедившись в том, что неизвестное вещество плавится на нагретой стеклянной палочке, можно приступить к определению его температуры плавления в капилляре. В этом случае обычно проводят не менее двух испытаний. В первом опыте ต pl ถูกกำหนดโดยประมาณด้วยอัตราการให้ความร้อนที่ค่อนข้างเร็ว สำหรับการทดลองครั้งที่สอง ให้ใช้แคปิลลารีที่เพิ่งเติมใหม่แล้วพิจารณา ตละลายอย่างระมัดระวังมากขึ้นในขณะที่ค่อยๆ เพิ่มอุณหภูมิตามที่อธิบายไว้ข้างต้น

ในอุปกรณ์ดังรูป. 3 ซึ่งเต็มไปด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้น ห้ามมิให้ระบุอุณหภูมิหลอมเหลวของสารที่หลอมละลายสูงกว่า 200 ° C

ควรสังเกตข้อควรระวังอื่นๆ เมื่อทำงานกับอุปกรณ์จุดหลอมเหลวที่เติมกรดซัลฟิวริกเข้มข้น คำนิยาม สูง ตควรทำการหลอม (180 – 200° C) โดยสวมแว่นตานิรภัย หรือสังเกตการหลอมผ่านตะแกรงป้องกัน เมื่อได้รับความร้อน ทางออก (5) ของเรือ (รูปที่ 3) ควรหันไปในทิศทางที่ไม่มีคนอยู่ หากเส้นเลือดฝอยตกลงไปที่ด้านล่างของภาชนะด้านใน อย่าพยายามเอาออกด้วยแท่งแก้ว และห้ามพลิกอุปกรณ์ไม่ว่าในกรณีใดก็ตาม! อย่าบังคับให้เครื่องร้อนเย็นลงด้วยน้ำเย็น ก่อนที่จะกำหนดจุดหลอมเหลวอีกครั้ง ต้องปล่อยให้อุปกรณ์ค่อยๆ เย็นลงในอากาศ

คำถามเพื่อความปลอดภัย

1. วิธีการทำให้ของแข็งบริสุทธิ์โดยการตกผลึกซ้ำนั้นมีความแตกต่างกันอย่างไรในคุณสมบัติของสารและสิ่งเจือปน

2. ความสามารถในการละลายของสารอินทรีย์มักจะเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิอย่างไร?

3. ตัวทำละลายต้องมีคุณสมบัติอะไรบ้างจึงจะเหมาะสำหรับการตกผลึกของสารใหม่?

4. คุณจะเลือกตัวทำละลายที่เหมาะสมสำหรับการตกผลึกของสารได้อย่างไร

5. วิธีเตรียมสารละลายอิ่มตัวร้อนของสารอย่างเหมาะสม: ก) ในน้ำ; b) ในตัวทำละลายไวไฟที่มีความผันผวนสูง?

6. การกำจัดสิ่งเจือปนจากผลิตภัณฑ์ทาร์ที่ทำให้สารมีสีน้ำตาลเหลืองเป็นอย่างไร

7. เหตุใดจึงต้องทำการกรองแบบ "ร้อน" และอย่างไร

8. ควรใช้ข้อควรระวังอะไรบ้างเมื่อเติมถ่านกัมมันต์ลงในสารละลาย

9. จุดหลอมเหลวของสารถูกกำหนดอย่างไรและทำไม?

โลหะและโลหะผสมแต่ละชนิดมีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว ซึ่งจุดหลอมเหลวไม่น้อย กระบวนการนี้หมายถึงการเปลี่ยนวัตถุจากสถานะการรวมกลุ่มหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง ในกรณีนี้ จากสถานะผลึกแข็งไปเป็นสถานะของเหลว ในการหลอมโลหะจำเป็นต้องใช้ความร้อนกับโลหะจนกระทั่งถึงอุณหภูมิหลอมละลาย ด้วยสิ่งนี้ มันยังคงสามารถคงอยู่ในสถานะของแข็ง แต่เมื่อสัมผัสกับมันมากขึ้นและความร้อนที่เพิ่มขึ้น โลหะก็เริ่มละลาย หากอุณหภูมิลดลง กล่าวคือ ระบายความร้อนบางส่วนออกไป ธาตุก็จะแข็งตัว

จุดหลอมเหลวสูงสุดของโลหะใดๆ เป็นของทังสเตน: คือ 3422C o ต่ำสุดคือปรอท: ธาตุละลายแล้วที่ - 39C o ตามกฎแล้ว ไม่สามารถระบุค่าที่แน่นอนของโลหะผสมได้ เนื่องจากค่าดังกล่าวอาจแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับเปอร์เซ็นต์ของส่วนประกอบ โดยปกติจะเขียนเป็นช่วงตัวเลข

มันเกิดขึ้นได้อย่างไร

การหลอมโลหะทั้งหมดเกิดขึ้นในลักษณะเดียวกันโดยประมาณ - โดยใช้การให้ความร้อนภายนอกหรือภายใน ประการแรกดำเนินการในเตาเผาความร้อน สำหรับประการที่สอง การให้ความร้อนแบบต้านทานจะใช้โดยการส่งกระแสไฟฟ้าหรือการเหนี่ยวนำความร้อนในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง ตัวเลือกทั้งสองส่งผลต่อโลหะโดยประมาณเท่ากัน

เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความกว้างของการสั่นสะเทือนเนื่องจากความร้อนของโมเลกุลข้อบกพร่องทางโครงสร้างของขัดแตะเกิดขึ้นซึ่งแสดงออกในการเติบโตของความคลาดเคลื่อนการกระโดดของอะตอมและการรบกวนอื่น ๆ สิ่งนี้มาพร้อมกับการแตกของพันธะระหว่างอะตอมและต้องใช้พลังงานจำนวนหนึ่ง ในเวลาเดียวกัน ชั้นเสมือนของเหลวจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของร่างกาย ระยะเวลาของการทำลายขัดแตะและการสะสมข้อบกพร่องเรียกว่าการหลอมละลาย

โลหะจะถูกแบ่งออกเป็น: ขึ้นอยู่กับจุดหลอมเหลว

ขึ้นอยู่กับจุดหลอมเหลว เลือกอุปกรณ์หลอมด้วย- ยิ่งตัวบ่งชี้สูงเท่าไรก็ยิ่งแข็งแกร่งเท่านั้น คุณสามารถดูอุณหภูมิขององค์ประกอบที่คุณต้องการได้จากตาราง

ปริมาณที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือจุดเดือด นี่คือค่าที่กระบวนการเดือดของของเหลวเริ่มต้นขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับอุณหภูมิของไอน้ำอิ่มตัวที่ก่อตัวเหนือพื้นผิวเรียบของของเหลวที่กำลังเดือด โดยปกติจะมีจุดหลอมเหลวเกือบสองเท่า

โดยปกติทั้งสองค่าจะได้รับที่ความดันปกติ ระหว่างกันพวกเขา สัดส่วนโดยตรง.

1. เมื่อความดันเพิ่มขึ้น ปริมาณการหลอมเหลวก็จะเพิ่มขึ้น
2. เมื่อความดันลดลง ปริมาณการหลอมละลายก็จะลดลง

ตารางโลหะและโลหะผสมที่หลอมละลายต่ำ (สูงถึง 600C o)

ชื่อรายการ	การกำหนดภาษาละติน	อุณหภูมิ
		ละลาย	เดือด
ดีบุก	ส	232 C ประมาณ	2600 C ประมาณ
ตะกั่ว	ป.ล	327 C ประมาณ	1750 C ประมาณ
สังกะสี	สังกะสี	420 ซีโอ	907 ซีโอ
โพแทสเซียม	เค	63.6 ซีโอ	759 C ประมาณ
โซเดียม	นา	97.8 ซีโอ	883 ซีโอ
ปรอท	ปรอท	- 38.9 ซีโอ	356.73 ซีโอ
ซีเซียม	คส	28.4 ซีโอ	667.5 ซีโอ
บิสมัท	บี	271.4 ซีโอ	ประมาณ ค.ศ. 1564
แพลเลเดียม	ป.ล	327.5 ซีโอ	ประมาณ ค.ศ. 1749
พอโลเนียม	ปอ	254 C ประมาณ	962 C ประมาณ
แคดเมียม	ซีดี	321.07 ซีโอ	767 ซีโอ
รูบิเดียม	รบี	39.3 ซีโอ	688 C ประมาณ
แกลเลียม	กา	29.76 ซีโอ	2204 C ประมาณ
อินเดียม	ใน	156.6 ซีโอ	2072 C ประมาณ
แทลเลียม	ตล	304 C ประมาณ	ประมาณ ค.ศ. 1473
ลิเธียม	หลี่	18.05 น	ประมาณ ค.ศ. 1342

ตารางโลหะและโลหะผสมที่หลอมละลายปานกลาง (ตั้งแต่ 600C o ถึง 1600C o)

ชื่อรายการ	การกำหนดภาษาละติน	อุณหภูมิ
		ละลาย	เดือด
อลูมิเนียม	อัล	660 ซีโอ	พ.ศ. 2519 ประมาณ
เจอร์เมเนียม	จีอี	937 C ประมาณ	2830 C ประมาณ
แมกนีเซียม	มก	650 ซีโอ	ประมาณ 1100 C
เงิน	อจ	960 ซีโอ	ประมาณ 2180 C
ทอง	ออสเตรเลีย	1,063 ซีโอ	2660 C ประมาณ
ทองแดง	ลูกบาศ์ก	1,083 C ประมาณ	พ.ศ.2580 ประมาณ
เหล็ก	เฟ	ประมาณ ค.ศ. 1539	2900 C ประมาณ
ซิลิคอน	ศรี	ประมาณ 1415 C	ประมาณ 2350 C
นิกเกิล	นิ	1455 C ประมาณ	2913 ประมาณ ค.ศ
แบเรียม	บ	727 ซีโอ	พ.ศ. 2440 ประมาณ ค.ศ
เบริลเลียม	เป็น	1287 C ประมาณ	พ.ศ.2471 ประมาณ ค.ศ
เนปทูเนียม	เอ็นพี	644 C ประมาณ	3901.85 ซีโอ
โปรแทกติเนียม	ป้า	ประมาณ ค.ศ. 1572	4027 C ประมาณ
พลูโตเนียม	ปู่	640 ซีโอ	3228 C ประมาณ
แอกทิเนียม	เครื่องปรับอากาศ	1,051 C ประมาณ	3198 C ประมาณ
แคลเซียม	แคลิฟอร์เนีย	842 ซีโอ	ประมาณ ค.ศ. 1484
เรเดียม	รา	700 ซีโอ	1736.85 ซีโอ
โคบอลต์	บริษัท	ประมาณ ค.ศ. 1495	2927 ประมาณ ค.ศ
พลวง	สบ	630.63 ซีโอ	ประมาณ ค.ศ. 1587
ธาตุโลหะชนิดหนึ่ง	ซีเนียร์	777 ซีโอ	ประมาณ ค.ศ. 1382
ดาวยูเรนัส	คุณ	1135 C ประมาณ	4131 C ประมาณ
แมงกานีส	มน	1246 C ประมาณ	2061 C ประมาณ
คอนสแตนติน		1260 C ประมาณ
ดูราลูมิน	โลหะผสมของอลูมิเนียม แมกนีเซียม ทองแดง และแมงกานีส	650 ซีโอ
อินวาร์	โลหะผสมเหล็กนิกเกิล	1425 C ประมาณ
ทองเหลือง	ทองแดงและโลหะผสมสังกะสี	1,000 ซีโอ
นิกเกิลเงิน	โลหะผสมของทองแดง สังกะสี และนิกเกิล	ประมาณ 1100 C
นิกโครม	โลหะผสมของนิกเกิล โครเมียม ซิลิคอน เหล็ก แมงกานีส และอลูมิเนียม	ประมาณ 1400 C
เหล็ก	โลหะผสมเหล็กคาร์บอน	1300 ซีโอ - 1500 ซีโอ
เฟคราล	โลหะผสมของโครเมียม เหล็ก อลูมิเนียม แมงกานีส และซิลิคอน	1460 C ประมาณ
เหล็กหล่อ	โลหะผสมเหล็กคาร์บอน	1100 ซีโอ - 1300 ซีโอ