Definición de Punto de Fusión

Temperatura a la cual un sólido es capaz de desintegrar su red cristalina.

Candela Rocío Barbisan | Nov. 2022
Ingeniera Química

Para comprender mejor este concepto tan importante resulta necesario entender qué es la fusión, cuyo proceso implica el cambio físico que experimenta una sustancia, a partir de su transformación de estado sólido a líquido. Pues bien, sin grandes esfuerzos, nuestra mente se remonta al hielo que quitamos del congelador, y es simple y claro para tomarlo como ejemplo: el agua congelada, una vez que es expuesta al ambiente, donde la temperatura es mayor que en el freezer, experimenta una absorción de energía en forma de calor a efectos de cambiar a un estado líquido.

imagesDe este modo, supongamos que el hielo se encontraba a -15 ºC en el congelador. Una vez que es quitado de ahí dentro, primero debe calentarse hasta llegar a la temperatura a la cual experimente el cambio de estado, que como bien sabemos, será 0 ºC. Una vez que llegue a dicha temperatura, continuará entregándosele energía calórica que permitirá el cambio de estado a una temperatura constante. Si el recipiente que contiene el agua líquida, ahora a 0 ºC permanece en el mismo lugar, el agua continuará calentándose hasta llegar a un equilibrio con la temperatura ambiente. Por lo que en el proceso anterior hay tres etapas importantes: primero el calentamiento desde -15 ºC a 0ºC, luego el cambio de estado y, por último, el calentamiento hasta la temperatura ambiente. Ahora bien, en este caso nos centraremos únicamente en el cambio de estado, allí, el calor entregado durante esa única etapa, es el calor de fusión definido específicamente como la energía que absorbe un kg de una sustancia hasta que se funda. Para el caso del agua es: 3,34 x 105 J/kg.

Cabe destacar que la temperatura de fusión y la temperatura de congelamiento para una sustancia coinciden (en general) si la presión es la misma, es decir, si el cambio físico ocurre a la inversa, dicha sustancia congelará a la misma temperatura y el calor que se liberará al solidificar un kg de dicha sustancia será el calor de congelamiento, por lo que, ambos conceptos están íntimamente relacionados.

Punto de fusión normal

Análogo al punto de ebullición normal, en este caso se lo define como la temperatura a la cual entran en equilibrio la fase líquida y sólida para una presión atmosférica de 101,3 kPa. Si bien el término “normal” hace referencia a una presión, difiere del punto de ebullición en el menor grado de afectación que tiene la presión sobre la temperatura de fusión.

El punto de fusión normal es una propiedad intensiva de una sustancia, no cambia respecto a la cantidad de materia y se utiliza para caracterizar sólidos cristalinos, ya que permite identificar el grado de pureza y la calidad de los mismos. Al igual que con el punto de ebullición, son valores tabulados, tales como:

Agua: 0 ºC
Etanol: -114,1 ºC
Metanol: -97,6 ºC
Hidrógeno: -259,2 ºC

Para comprender las diferencias entre estos valores debemos remitirnos al tipo de compuesto y fuerzas involucradas que definen las energías de enlace. En esta línea, se sabe que una mezcla tiene menor punto de fusión que sus componentes puros. Seguramente habrán observado en las noticias que, en muchas rutas, colocan sal de mesa por encima de una superficie nevada, esto se hace justamente para disminuir el punto de congelamiento haciendo que la solución ahora formada por sal y agua tenga un punto de fusión menor y, por ende, se derrita. En estos casos, el punto de fusión de la mezcla dependerá también de la concentración del soluto.

Procesos industriales de fundición

La determinación de la temperatura de fusión de distintas sustancias permitió el desarrollo de distintos procesos industriales que hoy en día dan lugar a muchas de las cosas que utilizamos. El proceso de fundición o colada se basa en colocar un material sólido en un recipiente y exponerlo a altas temperaturas para que funda, una vez líquido es derivado a un molde donde se solidifica. Ejemplo claro de ello es la fundición de metales como el aluminio. En estos casos, los metales son fundidos en hornos de fundición para luego ser llevados a los moldes que permiten la fabricación de piezas que de otra manera no sería posible.

 
 
 
 
Por: Candela Rocío Barbisan. Ingeniera Química por la UNMdP, Argentina, trabaja en la gestión de activos e integridad a diversas industrias, principalmente Oil & Gas. Certificada en API 580, Risk Based Inspection, por el American Petroleum Institute. Profesora en la Facultad de Ingeniería en la UNMdP, en las cátedras de Química General I, Laboratorio de Operaciones Unitarias (4º año, Ing. Química) y Laboratorio de Reactores y Control (5º año, Ing. Química).
Art. actualizado: Nov. 2022; sobre el original de diciembre, 2013.
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Barbisan, C. R. (Nov. 2022). Definición de Punto de Fusión. Definición ABC. Desde https://www.definicionabc.com/ciencia/punto-de-fusion.php
 
 

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