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科普:熔点的二三事了解一下
来源: 新华网    时间: 2018-10-09 14:08

熔点是什么?

物质可以分为非晶体和晶体,非晶体没有熔点,而晶体才具有熔点。因此,熔点是晶体物质的重要物理特性之一。熔化通常是指由固态到液态的相转变,而晶体物质在固态和液态呈平衡时的温度,即由固态转变成液态时的温度,就是熔点。

熔点的本质

熔点是由构成晶体物质分子间内聚力和晶格能的特性所决定。晶体物质又分为离子晶体、原子晶体、金属晶体和分子晶体,晶体物质因化学键与分子间作用力而结合。而如果想要使物质由固态变为液态,需要吸收外界能量,破坏化学键或分子间作用力才能实现。化学键的键能越高或分子间作用力越强,物质的熔点越高,反之则越低。

熔化的过程

在传温液加热法熔点测定中,人们将物质最初熔化时的温度称作“初熔”,把物质完全熔化时的温度称作“终熔”,“初熔”和“终熔”的间距作为物质的“熔程”。而晶体物质在毛细管中变化的过程为:试料-湿润点-收缩点-崩坏点-液化点-全熔点。在“熔程”期可以观察到,虽然晶体物质仍在吸热,但温度却没有继续上升,直至达到“终熔”之后,温度才会继续上升。

传温液加热法测定熔点熔化过程

熔化过程不断吸热,但“温度为何保持不变”?

当物质处于晶体状态时,其内部的原子或分子在三维空间内有序排列,原子或分子间的引力和斥力保持平衡,故势能一定。此时,晶体中的原子或分子只能在平衡位置上有小幅度振动。相变时,物质的内部结构将发生变化。晶体的熔化过程中,固体变为液体,原子或分子间的距离增大,势能增大,而这部分势能需要外部持续不断加热来提供能量,也就是说熔化过程中吸收的热量绝大部分用以破坏晶格结构,因此内能的变化可忽略,内能是温度的函数,故晶体熔化过程中,宏观表现为温度不发生变化。

熔点的测定方法及影响因素

晶体物质熔点的测定方法主要有传温液加热法、熔点自动测定仪法、热分析法三种。三种方法各有利弊,传温液加热法和熔点自动测定仪法重复性、中间精密度良好,适用于测定均匀、物理化学性质稳定样品的熔点;热分析法适用于难以直观判断终点的熔融,同时分解样品以及多晶型样品的熔点测定。在生活中应根据不同的物质来选择测定方法。

熔点的测定过程有很多影响因素,例如:升温速率、起始温度、样品预处理方法(物质的纯度、物质颗粒的大小)、测定环境(环境压强)、人工操作(读数)等。

(责任编辑:王佳)
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