Klíčový rozdíl mezi bodem tání a bodem tuhnutí je v tom, že bod tání je teplota, při které pevná látka přejde do kapalného stavu, zatímco bod tuhnutí je bod, při kterém jakákoli kapalina změní své skupenství na pevnou látku.
Fázové změny jsou procesy, které zahrnují uvolnění energie nebo její zisk. Bod tání a bod tuhnutí jsou body, při kterých dochází k fázovým změnám. S těmi se může změnit i mnoho dalších vlastností materiálu. Teoreticky jsou bod tuhnutí a bod tání materiálu stejné, ale někdy se u konkrétních látek tyto dvě hodnoty od sebe liší.
Co je bod tání?
Bod tání je teplota, při které pevná látka přejde do kapalného stavu. Je to fyzikální vlastnost, kterou můžeme použít k identifikaci sloučeniny. Když se pevná látka přemění na kapalné stadium, dojde ke změně fáze. Vyskytuje se při teplotě charakteristické pro daný tlak. K tomu potřebujeme dodat potřebnou energii.
Fázová změna absorbuje energii/teplo (endotermická) při přechodu z pevné látky na kapalinu. Ve většině případů je tato energie dodávána ve formě tepla. Ke zvýšení teploty pevné látky na její bod tání je zapotřebí teplo. Látka navíc potřebuje energii, aby se sama roztavila. Tuto energii nazýváme teplo fúze; toto je typ latentního tepla.
Latentní teplo je teplo, které je absorbováno nebo uvolněno z látky během změny fáze. Tyto změny tepla nezpůsobují změny teploty, protože jsou absorbovány nebo uvolňovány. Proto při bodu tání látka absorbuje teplo, ale teplota se odpovídajícím způsobem nezmění. Termodynamicky je při bodu tání změna Gibbsovy volné energie nulová. Následující rovnice platí pro materiál při teplotě tání. Ukazuje, že se nemění teplota, ale mění se entalpie a entropie materiálu.
ΔS=ΔH/T
Protože látka absorbuje energii, entalpie se při teplotě tání zvyšuje. V pevném stavu jsou částice dobře uspořádané a mají menší pohyb. Ale v kapalném stavu se jejich náhodná povaha zvyšuje. Proto se při teplotě tání entropie zvyšuje. Podle tlaku existuje konkrétní bod tání pro daný materiál. Můžeme určit pouze body tání pro pevné látky.
Obrázek 01: Teploty tání různých chemických prvků
V laboratoři můžeme k určení bodu tání použít mnoho technik. Použití přístroje pro stanovení bodu tání je velmi snadné. Můžeme dát trochu jemně práškové pevné látky do kapiláry, ve které je jeden konec utěsněn. Potom bychom měli vložit utěsněný konec, který obsahuje pevnou látku, do přístroje. Zde by se konec měl dotýkat kovu uvnitř. Poté můžeme pevnou látku pozorovat skrz zvětšovací okno přístroje. Nechybí ani teploměr pro záznam teploty. Když se teplota postupně zvyšuje, kov se zahřeje a pevná látka v kapiláře se také zahřeje. Můžeme pozorovat bod, ve kterém začíná a končí tání. A toto rozmezí odpovídá bodu tání. Teplota tání vody je 0 °C. Wolfram má nejvyšší bod tání, který je 3410 °C.
Co je bod mrazu?
Bod tuhnutí je teplota, při které jakákoli kapalina změní své skupenství na pevnou látku. Teplota bodu tání a bodu tuhnutí materiálu je víceméně stejná. Voda se například při 0°C promění v led a její bod tání je také 0°C. Přesněji řečeno, bod mrazu popisuje změnu fáze hmoty.
Obrázek 02: Zmrznutí vody tvoří led
Navíc proces zmrazování látky snižuje entropii. V chemii existuje termín jako „snížení bodu tuhnutí“, který vysvětluje, jak přítomnost netěkavé rozpuštěné látky v roztoku snižuje teplotu tuhnutí rozpouštědla.
Jaký je rozdíl mezi bodem tání a bodem tuhnutí?
Bod tání a bod tuhnutí jsou opačné směry stejné změny fáze. Klíčový rozdíl mezi bodem tání a bodem tuhnutí je v tom, že bod tání je teplota, při které pevná látka přejde do kapalného stavu, zatímco bod tuhnutí je bod, kdy jakákoli kapalina změní svůj stav na pevnou látku. Kromě toho existuje také rozdíl mezi teplotou tání a teplotou tuhnutí z hlediska změny jejich entropie; při tavení pevné látky se entropie zvyšuje, ale při mrznutí se entropie snižuje. Kromě toho, ačkoli teoreticky jsou teploty tání a teploty tuhnutí pro daný materiál podobné, v praxi se mírně liší.
Shrnutí – bod tání vs bod tuhnutí
Bod tání a bod tuhnutí jsou dvě fyzikální vlastnosti látek. Klíčový rozdíl mezi bodem tání a bodem tuhnutí je v tom, že bod tání je teplota, při které pevná látka přejde do kapalného stavu, zatímco bod tuhnutí je bod, kdy jakákoli kapalina změní svůj stav na pevnou látku.
