Schmelzen
DasSchmelzenoderAbschmelzenist derPhasenübergangeines festenStoffesoder festen Stoffgemischesin denflüssigenAggregatzustand,meist aufgrund von Wärmezufuhr und/oder Druckerniedrigung.
Wird einReinstoffbei konstantemDruckgeschmolzen, so ist die dabei vorliegendeSchmelztemperatureindeutig bestimmt. Schmelztemperatur und Druck werden zusammen alsSchmelzpunktbezeichnet. Während des Übergangs bleibt dieTemperaturkonstant, sämtliche zugeführteWärmewird (alsSchmelzenthalpie) in die Änderung des Aggregatzustandes investiert. So hat zum Beispiel ein Wasser/Eis-Gemisch bei Normaldruck eine Temperatur von 0 °C.
Das Gegenteil des Schmelzens ist dasErstarren.
Bei Stoffen, deren Schmelztemperatur (bei Normaldruck) unterhalb der üblichen Raumtemperatur liegt, spricht man mitunter auch vom „Auftauen “; dessen Gegenteil ist dann das „Einfrieren “.
Stoffgemische
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]Bei Stoffgemischen ist der Schmelzvorgang komplizierter, da als weitereFreiheitsgradedie Zusammensetzung der festen und flüssigen Phase hinzukommen. Der Schmelzvorgang findet nicht mehr bei einer konstanten Temperatur, sondern in einem Temperaturintervall, dem Schmelzbereich, statt. Eine Ausnahme bildet dabei das sich wie ein Reinstoff verhaltendeeutektische Gemisch.Das Verhalten eines Gemisches während des Schmelzvorganges lässt sich durch einSchmelzdiagrammdarstellen. Die flüssigePhaseeines Stoffes bzw. Stoffgemischs wird alsSchmelzebezeichnet.
Mesophasen
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]Bei einigen Stoffen erfolgt der Übergang vom festen zum flüssigen Aggregatzustand über Zwischenphasen, dieMesophasen.
Flüssigkristallebilden zwischen dem festen und flüssigen ZustandsmektischeundnematischePhasen. Dabei wird zuerst dieFernordnungim Kristall aufgegeben, während eineNahordnungbestehen bleibt.
Im gegenteiligen Fall wird beiplastischen Kristallenzunächst die Nahordnung aufgelöst, während eine Fernordnung erhalten bleibt. Als Beispiel kann hier dasAdamantangenannt werden, wo die hochsymmetrischen (kugelförmigen) Moleküle im plastischen Zustand entsprechende Rotationsfreiheitsgrade besitzen, der Platz im Kristallgitter aber erhalten bleibt.[1][2]
Siehe auchHexatische Phase.
Schmelzen durch Druckerhöhung
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]Im Allgemeinen hat die Flüssigkeit eines Stoffes eine niedrigere Dichte als dessen Festzustand. Bei solchen Stoffen begünstigt eine Druckreduzierung das Schmelzen. Bei Stoffen, deren Flüssigzustand eine höhere Dichte hat/haben kann als ihr Festzustand, kann man den Stoff durch Druckerhöhung verflüssigen; bekanntestes Beispiel ist Wasser, das seine höchste Dichte flüssig bei ca. 4 °C hat, und sich beim Gefrieren ausdehnt.
Unterkühlte Schmelze
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]Unter einer unterkühlten Schmelze versteht man eine Flüssigkeit, die sich unterhalb ihrerSchmelztemperaturund somit in einem Aggregatzustand befindet, der nicht ihremGleichgewichtszustandentspricht. Dieser Effekt wird auch einfachUnterkühlunggenannt und bei manchenLatentwärmespeicherngenutzt.
Unterkühlte Schmelzen können bei derGlasübergangstemperaturin denamorphen Zustandübergehen. DiesesVerhaltenbestimmt besonders die Eigenschaften organischerPolymere.
Siehe auch
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]Weblinks
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Einzelnachweise
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]- ↑G. J. Kabo, A. V. Blokhin, M. B. Charapennikau, A. G. Kabo, V. M. Sevruk:Thermodynamic properties of adamantane and the energy states of molecules in plastic crystals for some cage hydrocarbons.In:Thermochimica Acta.Vol. 345, Nr. 2, 2000, S. 125–133,doi:10.1016/S0040-6031(99)00393-7.
- ↑Frank H. Herbstein:Some applications of thermodynamics in crystal chemistry.In:Journal of Molecular Structure.Vol. 374, Nr. 1/3, January 1996,ISSN0022-2860,S. 111–128,doi:10.1016/0022-2860(95)08996-9.