La principale différence entre le point de fusion et le point de congélation est que le point de fusion est la température à laquelle un solide passera à l'état liquide, tandis que le point de congélation est le point auquel tout liquide changera d'état en solide.
Les changements de phase sont des processus qui impliquent une libération ou un gain d'énergie. Le point de fusion et le point de congélation sont des points auxquels se produisent des changements de phase. Avec ceux-ci, de nombreuses autres propriétés du matériau peuvent également changer. Théoriquement, le point de congélation et le point de fusion d'un matériau sont les mêmes, mais parfois pour des substances particulières, les deux valeurs diffèrent l'une de l'autre.
Qu'est-ce que le point de fusion ?
Le point de fusion est la température à laquelle un solide passe à son état liquide. C'est une propriété physique que nous pouvons utiliser pour identifier un composé. Lorsqu'un solide se transforme en un stade liquide, un changement de phase se produit. Il se produit à une température caractéristique pour une pression donnée. Pour cela, nous devons fournir l'énergie nécessaire.
Le changement de phase absorbe de l'énergie/chaleur (endothermique) lors du passage du solide au liquide. La plupart du temps, cette énergie est fournie sous forme de chaleur. La chaleur est nécessaire pour augmenter la température du solide jusqu'à son état de point de fusion. De plus, la substance a besoin d'énergie pour se fondre. Nous appelons cette énergie chaleur de fusion; c'est un type de chaleur latente.
La chaleur latente est la chaleur qui est absorbée ou libérée par une substance lors d'un changement de phase. Ces changements de chaleur ne provoquent pas de changements de température car ils sont absorbés ou libérés. Par conséquent, au point de fusion, la substance absorbe la chaleur, mais la température ne changera pas en conséquence. Thermodynamiquement, au point de fusion, le changement d'énergie libre de Gibbs est nul. L'équation suivante est valable pour un matériau au point de fusion. Cela montre que la température ne change pas, mais que l'enthalpie et l'entropie du matériau changent.
ΔS=ΔH/T
Étant donné que la substance absorbe de l'énergie, l'enthalpie augmente au point de fusion. A l'état solide, les particules sont bien ordonnées et ont moins de mouvement. Mais à l'état liquide, leur caractère aléatoire augmente. Par conséquent, au point de fusion, l'entropie augmente. Selon la pression, il existe un point de fusion spécifique pour un matériau donné. Nous ne pouvons déterminer que les points de fusion des solides.
Figure 01: Points de fusion de différents éléments chimiques
En laboratoire, nous pouvons utiliser de nombreuses techniques pour déterminer le point de fusion. L'utilisation d'un appareil à point de fusion est très simple. Nous pouvons mettre un solide en poudre fine dans un capillaire dont une extrémité est scellée. Ensuite, nous devrions mettre l'extrémité scellée qui contient le solide dans l'appareil. Ici, l'extrémité doit toucher le métal à l'intérieur. Par la suite, on peut observer le solide à travers la loupe de l'appareil. Il y a aussi un thermomètre pour enregistrer la température. Lorsque la température augmente progressivement, le métal chauffe et le solide dans le capillaire chauffe également. Nous pouvons observer le point auquel la fusion commence et se termine. Et, cette plage correspond au point de fusion. Le point de fusion de l'eau est de 0 °C. Le tungstène a le point de fusion le plus élevé, qui est de 3 410 °C.
Qu'est-ce que le point de congélation ?
Le point de congélation est la température à laquelle tout liquide changera son état en solide. La température du point de fusion et du point de congélation pour un matériau est plus ou moins la même valeur. Par exemple, l'eau se transforme en glace à 0°C et son point de fusion est également de 0°C. Plus précisément, le point de congélation décrit le changement de phase de la matière.
Figure 02: Le gel de l'eau forme de la glace
De plus, le processus de congélation d'une substance diminue l'entropie. Il existe un terme en chimie comme "dépression du point de congélation" qui explique comment la présence d'un soluté non volatil dans une solution diminue la température de congélation du solvant.
Quelle est la différence entre le point de fusion et le point de congélation ?
Le point de fusion et le point de congélation sont des directions opposées du même changement de phase. le différence clé entre le point de fusion et le point de congélation est que le point de fusion est la température à laquelle un solide passera à l'état liquide, tandis que le point de congélation est le point où tout liquide changera d'état en solide.. De plus, il existe également une différence entre le point de fusion et le point de congélation en termes de changement d'entropie; lors de la fusion d'un solide, l'entropie augmente, mais lors de la congélation, l'entropie diminue. De plus, si théoriquement les températures de fusion et de congélation sont similaires pour un matériau donné, elles varient légèrement en pratique.
Résumé - Point de fusion vs point de congélation
Le point de fusion et le point de congélation sont deux propriétés physiques des substances. le différence clé entre le point de fusion et le point de congélation est que le point de fusion est la température à laquelle un solide passera à l'état liquide, tandis que le point de congélation est le point où tout liquide changera son état en solide.
