La diferencia clave entre el punto de fusión y el punto de congelación es que el punto de fusión es la temperatura a la que un sólido pasará al estado líquido, mientras que el punto de congelación es el punto en el que cualquier líquido cambiará su estado a sólido.
Los cambios de fase son procesos que involucran liberación o ganancia de energía. El punto de fusión y el punto de congelación son puntos en los que se producen cambios de fase. Con estos, muchas otras propiedades del material también pueden cambiar. Teóricamente, el punto de congelación y el punto de fusión de un material son los mismos, pero a veces, para sustancias particulares, los dos valores difieren entre sí.
¿Qué es el punto de fusión?
El punto de fusión es la temperatura a la cual un sólido cambiará a su estado líquido. Es una propiedad física que podemos usar para identificar un compuesto. Cuando un sólido se convierte en una etapa líquida, se produce un cambio de fase. Ocurre a una temperatura característica para una presión dada. Para esto, necesitamos suministrar la energía requerida.
El cambio de fase absorbe energía/calor (endotérmico) al pasar de sólido a líquido. La mayoría de las veces, esta energía se suministra en forma de calor. Se requiere calor para aumentar la temperatura del sólido hasta su punto de fusión. Además, la sustancia necesita la energía para fundirse. Llamamos a esta energía calor de fusión; este es un tipo de calor latente.
El calor latente es el calor que una sustancia absorbe o libera durante un cambio de fase. Estos cambios de calor no provocan cambios de temperatura a medida que se absorben o liberan. Por lo tanto, en el punto de fusión, la sustancia absorbe calor, pero la temperatura no cambiará en consecuencia. Termodinámicamente, en el punto de fusión, el cambio de energía libre de Gibbs es cero. La siguiente ecuación es válida para un material en el punto de fusión. Muestra que la temperatura no cambia, pero la entalpía y la entropía del material cambian.
ΔS=ΔH/T
Dado que la sustancia absorbe energía, la entalpía aumenta en el punto de fusión. En estado sólido, las partículas están bien ordenadas y tienen menos movimiento. Pero en estado líquido, su naturaleza aleatoria aumenta. Por lo tanto, en el punto de fusión aumenta la entropía. Según la presión, existe un punto de fusión específico para un material determinado. Solo podemos determinar los puntos de fusión de los sólidos.
Figura 01: Puntos de fusión de diferentes elementos químicos
En el laboratorio, podemos usar muchas técnicas para determinar el punto de fusión. Usar un aparato de punto de fusión es muy fácil. Podemos poner un poco de sólido en polvo fino en un capilar en el que se sella un extremo. Luego debemos poner el extremo sellado que contiene el sólido en el aparato. Aquí, el extremo debe tocar el interior de metal. A partir de entonces, podemos observar el sólido a través de la lupa del aparato. También hay un termómetro para registrar la temperatura. Cuando la temperatura aumenta gradualmente, el metal se calentará y el sólido en el capilar también se calentará. Podemos observar el punto en el que comienza y termina la fusión. Y, este rango corresponde al punto de fusión. El punto de fusión del agua es 0 °C. El tungsteno tiene el punto de fusión más alto, que es 3410 °C.
¿Qué es el punto de congelación?
El punto de congelación es la temperatura a la cual cualquier líquido cambiará su estado a sólido. La temperatura del punto de fusión y el punto de congelación de un material es más o menos el mismo valor. Por ejemplo, el agua se convierte en hielo a 0°C y su punto de fusión también es 0°C. Más precisamente, el punto de congelación describe el cambio de fase de la materia.
Figura 02: La congelación del agua forma hielo
Además, el proceso de congelación de una sustancia disminuye la entropía. Hay un término en química como "depresión del punto de congelación" que explica cómo la presencia de un soluto no volátil en una solución disminuye la temperatura de congelación del solvente.
¿Cuál es la diferencia entre el punto de fusión y el punto de congelación?
El punto de fusión y el punto de congelación son direcciones opuestas del mismo cambio de fase. los diferencia clave entre el punto de fusión y el punto de congelación es que el punto de fusión es la temperatura a la que un sólido pasará al estado líquido, mientras que el punto de congelación es el punto donde cualquier líquido cambiará su estado a sólido. Además, también existe una diferencia entre el punto de fusión y el punto de congelación en términos de su cambio de entropía; mientras se derrite un sólido, la entropía aumenta, pero al congelarse, la entropía disminuye. Además, aunque teóricamente las temperaturas de fusión y congelación son similares para un mismo material, en la práctica varían ligeramente.
Resumen: punto de fusión frente a punto de congelación
El punto de fusión y el punto de congelación son dos propiedades físicas de las sustancias. La diferencia clave entre el punto de fusión y el punto de congelación es que el punto de fusión es la temperatura a la que un sólido pasará al estado líquido, mientras que el punto de congelación es el punto en el que cualquier líquido cambiará su estado a sólido.
