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Schmelzen und Erstarren

Schmelzen und Erstarren

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02.11.04

 

In einem Feststoff sind alle Teilchen an einer Stelle fixiert. Diesen Ort können sie zwar nicht verlassen, sehr wohl können sie aber schwingen. Sie vibrieren.

Der Schmelzvorgang....

  1. Dem Feststoff wird von außen Energie zugeführt.
  2. Dadurch steigt der Energieinhalt der Teilchen.
  3. Die Frequenz der Teilchen - Schwingung steigt (die Teilchen schwingen schneller).
  4. Die Temperatur steigt an.
  5. Einige Teilchen erreichen ein so hohes Energieniveau, dass sie imstande sind, ihren Platz im zu Feststoffverband zu verlassen.
  6. Sie treten in Form einer Flüssigkeit aus dem Feststoff aus.

....und seine Folgen

Ein paar grundlegende Erläuterungen

Schmelzen und Schmelzpunkt

Im Gegensatz zum Siedepunkt ist der Schmelzpunkt kaum vom Druck abhängig.

Da das Schmelzen keine wesentliche Volumsänderung verursacht, beeinflusst es weder den Druck, noch wird es vom Druck beeinflusst.

Nicht alle Feststoffe können ohne Zersetzung geschmolzen werden.
Der Schmelzbereich:

Der Ausdruck „Schmelzpunkt“ täuscht eine nicht Vorhandene Exaktheit vor. Zumeist ist der Schmelzpunkt gar nicht exakt bestimmbar. Es ist daher korrekter, einem Schmelzbereich zu definieren. Einer exakten Bestimmung des Schmelzpunktes stehen entgegen:

 

Verunreinigungen:

Schon geringe Verunreinigungen können Kristallstrukturen erheblich stören und somit den Schmelzpunkt verändern.

Chemisch – physikalische Ursachen:

Viele Verbindungen treten in unterschiedlicher Morphologie (= körperliche Erscheinung) auf. Dies bedingt ebenfalls abweichende Schmelzpunkte.

Erweichung:

Kunststoffe und verschiedene Metalle verlieren schon lange bevor sie fließen ihre Festigkeit. Der Übergang von Erweichung zum Fließverhalten ist nicht sehr scharf.

Systematische Fehler:

Zur Bestimmung des Schmelzpunktes gibt es keine exakten Meßmethoden. Die Bestimmung erfolgt rein visuell und ist daher subjektiv, vorallem beim Beobachten des Schmelzens amorpher Feststoffe.

Der Erstarrungsvorgang....

  1. Die Schmelze verliert Energie.
  2. Mit sinkender Temperatur verlangsamt sich die Bewegung der Teilchen einer Flüssigkeit.
  3. Die durch die Intermolekularen Kräfte entstehenden Cluster werden immer größer. Innerhalb der Cluster werden Gitterkräfte wirksam.
  4. Immer mehr Teilchen werden unbeweglich, die Flüssigkeit erstarrt.

....und seine Folgen