Por Claire Gillespie – Atualizado em 24 de março de 2022
O ponto de fusão é a temperatura na qual um sólido se transforma em líquido. Numa mudança de fase reversível, o ponto de fusão de uma substância pura é igual ao seu ponto de congelamento – a temperatura na qual ela solidifica. Por exemplo, o gelo derrete a 0°C (32°F) e congela à mesma temperatura, voltando a ser água sólida. Determinar o ponto de fusão de uma substância é uma forma confiável de confirmar a sua identidade, porque é difícil aquecer sólidos muito além dos seus limites de fusão intrínsecos.
TL;DR
Três fatores principais moldam um ponto de fusão:a composição molecular, a força das forças intermoleculares e a presença de impurezas.
1. Composição Molecular
Quando as moléculas se compactam de maneira compacta e simétrica, o material resiste à fusão. O neopentano simétrico, por exemplo, tem um ponto de fusão mais elevado do que o seu equivalente isopentano ramificado porque as suas moléculas se ajustam mais firmemente. O tamanho também é importante:moléculas menores requerem menos energia térmica para perturbar o seu arranjo. O etanol (C₂H₆O) derrete a –114,1°C (–173,4°F), enquanto o polímero mais volumoso etilcelulose derrete a 151°C (303,8°F). Redes covalentes gigantes, como diamante, grafite e sílica, contêm centenas de ligações covalentes fortes que devem ser quebradas antes da fusão, proporcionando-lhes pontos de fusão excepcionalmente altos.
2. Forças intermoleculares
Fortes atrações entre moléculas aumentam o ponto de fusão. Os compostos iônicos exibem altos pontos de fusão devido às poderosas interações eletrostáticas íon-íon. Na química orgânica, a polaridade e as ligações de hidrogênio elevam ainda mais os pontos de fusão. Por exemplo, a molécula polar monocloreto de iodo derrete a 27°C (80,6°F), enquanto o bromo apolar derrete a –7,2°C (19,0°F). Quanto maior a polaridade ou a capacidade de ligação de hidrogénio, mais energia é necessária para separar as moléculas.
3. Impurezas e depressão do ponto de fusão
Os sólidos puros têm uma faixa de fusão estreita e nítida – normalmente de 1 a 2°C – porque suas moléculas são compactadas uniformemente. Qualquer impureza introduz defeitos estruturais que enfraquecem a coesão intermolecular, levando a uma temperatura de fusão mais baixa e a uma faixa de fusão mais ampla. Este fenômeno, conhecido como depressão do ponto de fusão, é um indicador clássico da pureza da amostra. Por exemplo, um composto orgânico cristalino que é uma molécula única e bem ordenada derreterá a uma temperatura distinta, enquanto uma mistura de duas moléculas orgânicas diferentes derreterá numa gama mais ampla porque não se podem encaixar perfeitamente.
