Welchen Einfluss hat das Vorhandensein von Verunreinigungen auf einen Schmelzpunkt?

Das Vorhandensein von Verunreinigungen in einer Substanz führt zu einem niedrigeren Schmelzpunkt aufgrund eines Prozesses, der als Schmelzpunkterniedrigung bezeichnet wird. Die Schmelzpunkterniedrigung ist der Grund, warum das Hinzufügen von Salz zu gefrorenen Straßen zum Schmelzen des Eises beiträgt.

Die Schmelzpunkterniedrigung tritt aufgrund der Natur des festen Zustands eines Materials auf. Die meisten Festkörper, wie Eis, bilden sich als Kristallgitter aus sich wiederholenden Ionen oder Molekülen. Dieses Gitter wird durch intermolekulare Kräfte zusammengehalten, die eine starke, stabile Struktur bilden. Damit diese Struktur aufgebrochen wird und der Feststoff schmilzt, muss der Feststoff auf eine bestimmte Temperatur erhitzt werden. Das Vorhandensein von Verunreinigungen schwächt jedoch das Gitter, wodurch es weniger stabil wird. Dadurch schmilzt die Verbindung bei einer niedrigeren Temperatur.

Bei der Arbeit mit organischen Verbindungen in einem Labor kann die Reinheit der Verbindung teilweise durch eine genaue Messung des Schmelzpunktes bestimmt werden. Liegt der Schmelzpunkt im wissenschaftlich anerkannten Bereich der Schmelztemperatur des Materials, gilt das Material als rein. Liegen die beobachteten Schmelztemperaturen jedoch außerhalb dieses Bereichs, ist die Verbindung nicht rein.

Ein interessanter Effekt dieses Prozesses ist, dass Meerwasser bei einer niedrigeren Temperatur gefriert als reines Wasser. Reines Wasser gefriert bei 32 Grad Fahrenheit. Meerwasser gefriert bei 28,4 Grad Fahrenheit.