Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ПЛАВЛЕНИЕ

ПЛАВЛЕНИЕ, переход в-ва из твердого кристаллич. состояния в жидкое при нагр.; фазовый переход первого рода, происходящий с поглощением теплоты. Главными характеристиками такого перехода чистых в-в являются т-ра и энтальпия плавления. Если состав плавящегося в-ва не изменяется, плавление наз. конгруэнтным, если изменяется -ин конгруэнтным.

Плавлению предшествуют интенсивное разупорядочивание кристаллов в-ва (т. наз. предплавление) и проявление жидких микроучастков на пов-сти кристаллов и вблизи межкристал-литных границ. По мере нагревания микроучастки укрупняются и сливаются, формируя жидкую фазу, а кристаллы рассыпаются на фрагменты и уменьшаются в размерах до полного исчезновения. Теплота, подводимая к в-ву при плавлении, расходуется в осн. на разрыв межатомных связей, а не на его нагревание. Поэтому чистые крупнокристаллич. в-ва в течение плавления не изменяют свою т-ру (рис. 1). Для таких в-в т-ра плавления служит идентифицирующей характеристикой и критерием их чистоты. Плавление в-в со сходной кристаллич. структурой описывается эмпирич. ф-лой Линдемана:

3547-5.jpg

где Тпл-т-ра плавления; А - постоянная для группы в-в; M и V- мол. масса и объем в-в; q-т-ра Дебая.

3547-6.jpg

Т-ра плавления большинства чистых в-в (за исключением т. наз. аномальных-Bi, Ga, Sb, льда и др.) возрастает с увеличением давления. Для давлений, меньших 105 Па, зависимость Тпл от давления p приближенно выражается эмпирич. ф-лой Симона:

3547-7.jpg

где а и с-постоянные для данного в-ва (см. табл.); p0 и T0 - координаты тройной точки (см. Диаграмма состояния).

ПАРАМЕТРЫ ПЛАВЛЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ВЕЩЕСТВ

в-во

Тпл, К

а, ГПа

с

Kr

115,78

0,2376

1,617

Xe

161,36

0,2610

1,589

In

429,93

3,58

2,30

Sn

505,05

5,70

3,40

NaCl

1074,15

1,67

2,70

Fe

1808

107,00

1,76

Rh

2236

50,00

1,30

При p > 105 Па ф-ция Тпл (р)может иметь максимумы (рис. 2). Разница между т-рами плавления полиморфных модификаций одного и того же в-ва достигает 270 К (напр., две кубич. модификации KCl), а кристаллов с разл. изотопным составом-5 К (напр., водород и дейтерий). Крупные кристаллы чистого в-ва плавятся при более высокой т-ре, чем мелкие. При размерах кристаллов d > 10 нм т-ра их плавления определяется по ф-ле:

3547-9.jpg

где s-уд. поверхностная энергия кристаллов; 3548-1.jpg -мол. энтальпия плавления

3547-8.jpg


Переход мелкокристаллич. полидисперсных в-в в жидкое состояние происходит не при постоянной т-ре, а в интервале т-р (до неск. градусов): начинается при т-ре плавления самых мелких, а завершается при т-ре плавления наиб. крупных кристаллов. Твердые р-ры также плавятся в температурном интервале, к-рый может достигать десятков градусов и в соответствии с диаграммой состояния зависит от состава этих р-ров. Уд. энтальпия плавления большинства в-в находится в пределах 10-300 кДж/кг и значительно уступает энтальпии парообразования. Возрастание при плавлении энтропии 3548-2.jpg составляет 3-60 Дж/(моль·К); для большинства простых в-в 3548-3.jpg не превышает 6-11 Дж/(моль·К). Связь между изменениями энтальпии, энтропии и объема в-в при плавлении и Тпл описывается Клапейрона-Клаузиуса уравнением.

Неорг. простые в-ва плавятся (рис. 3) при т-рах от 2,0 К (4He) до 3653 К (вольфрам). Среди соединений наиб. Тпл имеют HfN (3603 К), ZrC (3803 К), TaC (4258 К) и HfC (4163 К). Т-ра плавления металлов коррелирует с их способностью расширяться при нагр. (рис. 4).

3548-4.jpg

Орг. в-ва плавятся при 80-550 К. Энтальпия плавления гомологов увеличивается с ростом мол. массы до предела, специфичного для каждого гомологич. ряда. В-ва, молекулы к-рых имеют сильно удлиненную форму, плавятся с переходом в жидкокристаллич. состояние. Кристаллич. полимеры плавятся в интервале т-р, к-рый определяется MMP и размерами кристаллитов полимеров.

Наряду с изменениями др. физ. св-в, при плавлении увеличивается также уд. объем в-в (кроме аномальных), но резко снижается сопротивление сдвигу.

Плавление играет важную роль в природе (таяние льда и снега на пов-сти Земли, плавление минералов с образованием магмы в ее недрах и т. д.), в науке и технике для литья, пайки, получения чистых в-в (зонная плавка, плавление с фракционной кристаллизацией и др.).

Лит.: Френкель Я. И., Кинетическая теория жидкостей. Собр. избр. трудов, т. 3, M.-Л., 1959; Термические константы веществ. Справочник, под ред. В. П. Глушко, в. 1-10, M., 1965-82; Уббелоде А., Плавление и кристаллическая структура, пер. с англ., M., 1969; Физический энциклопедический словарь, M., 1984, с. 535-36. И. В. Мелихов.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн