Temperatur, bei der ein reiner Feststoff und seine Flüssigkeit unter einem angegebenen Druck im thermodynamischen Gleichgewicht stehen, sodass der Feststoff ohne netto Temperaturänderung zu schmelzen beginnt.

Prinzip

Am Schmelzpunkt sind die Gibbs-Energien der festen und flüssigen Phase für die Substanz beim gegebenen Druck gleich; zugeführte Energie wird in den Phasenübergang gesteckt statt die Temperatur zu erhöhen.

Demonstration

Eine Probe aus reinem Naphthalin in einer verschlossenen Kapillare bei 1 atm bleibt bei 80,2 °C, während sie teilweise schmilzt; leicht höhere Erwärmung führt zur vollständigen Flüssigphase.

Fehlanwendung

Die Schmelztemperatur einer Mischung oder einer verunreinigten Probe als Wert für die reine Substanz verwenden oder die Temperatur angeben, bei der bei schnellem Erhitzen erstes Schmelzen sichtbar wird, statt die Gleichgewichtstemperatur zu messen.

Konsequenz

Richtig für eine reine Substanz bei spezifiziertem Druck gemessen liefert der Schmelzpunkt eine reproduzierbare thermodynamische Größe, nützlich zur Identifikation, Reinheitsprüfung und für Phasendiagramme.

Umkehrung

Gefrierpunkt bezeichnet die Temperatur, bei der Flüssigkeit und Feststoff beim Abkühlen im Gleichgewicht stehen; bei reinen Substanzen und konstantem Druck fallen Schmelz- und Gefrierpunkt zusammen, können aber durch Hysterese und Kinetik divergieren.

Abgrenzung

Gilt für reine Stoffe unter definierter Druckbedingung (üblich 1 atm); schließt Glasübergänge, polymorphe Übergänge, metastabil überkühlte Flüssigkeiten und Fälle aus, die von kinetischen Barrieren statt vom Gleichgewicht bestimmt werden.

Semantische Spannung

Es besteht Spannung zwischen der Gleichgewichtsdefinition (thermodynamischer Schmelzpunkt) und laborpraktischen, operationellen Definitionen (sichtbarer Schmelzanbruch beim Erhitzen, verschoben durch Verunreinigungen oder Erwärmungsrate).

Synthese

Der Schmelzpunkt ist die thermodynamische Temperatur, bei der ein reiner Feststoff und seine Flüssigkeit bei gegebenem Druck im Gleichgewicht stehen; er spiegelt die Gleichheit der Phasenenergien wider und dient zur Identifikation und Reinheitskontrolle, wobei die Messung kontrollierte Bedingungen erfordert.