נקודת התכה

נקודת התכה - או טמפרטורת ההיתוך - של חומר מוגדרת כטמפרטורה שבה מצבי הצבירה המוצק והנוזל נמצאים בשיווי משקל תרמודינמי. טמפרטורת ההיתוך היא הטמפרטורה שבה נוזל שמתקרר מתגבש למוצק, ולחלופין מוצק שמתחמם ניתך לנוזל. טמפרטורת ההיתוך (וגם הרתיחה) תלויה בלחץ. מקובל להציג טמפרטורת התכה (או רתיחה) בלחץ חיצוני של אטמוספירה אחת (בנקודת ההתכה, שיעור לחץ האדים של המוצק נמוך בדרך כלל מאטמוספירה אחת).

חומר יכול להישאר במצב הצבירה הנוזלי גם מתחת לנקודת ההתכה, ולהיות במצב של קירור יתר אם אין בו אתרי התגרענות, שתהליך מעבר הפאזה מתחיל סביבם.

את תלות נקודת ההתכה בהרכב תערובת מוצקים מתארים בעזרת דיאגרמת פאזות מוצק-נוזל. שינויי הנפח במעבר מוצק-נוזל קטנים מאוד. על כן אין שינוי משמעותי בנקודת ההתכה בלחץ חיצוני משתנה.

בזכוכיות ובפולימרים נהוג לדבר על טמפרטורת מעבר זכוכיתי (glassing temperature) ולא על נקודת התכה (melting point) מכיוון שאין נקודה חדה ומדויקת, טמפרטורה מסוימת, בה החומר הופך ממוצק מסודר לחומר נוזלי אמורפי, אלא מדובר בתחום שלם בו הזכוכית או הפולימר מתרכך ונהיה לאמורפי.

במונח נקודת התכה נעשה שימוש בדרך כלל כאשר דנים בחומרים שנמצאים במצב צבירה מוצק בטמפרטורת החדר, למשל במתכות. בחומרים המהווים נוזל או גז בטמפרטורת החדר, למשל מים, משתמשים במושג נקודת קיפאון.

נקודת התכה של תערובת

נקודת התכה עשויה לשמש קנה מידה לניקיון של חומר מוצק. נוכחות חומר זר (אף בכמות קטנה), מורידה את נקודת ההתכה של התערובת, אף אם נקודת התכתו של החומר הזר עצמו גבוהה יותר. יתר על כן, תחום טמפרטורת ההתכה נעשה רחב יותר ונקודת ההתכה אינה חדה. נקודת התכה חדה (תחום של פחות ממעלה אחת) מצביעה על היות החומר נקי. בגלל המספר הרב של היוצאים מן הכלל, זו אינה עדות מספיקה. יש להסתייע גם בשיטות של כרומטוגרפיה.

אם בידינו שני חומרים שנקודת התכתם שווה, ניתן לקבוע במקרים רבים אם הם זהים או שונים, על ידי קביעת נקודת התכה מעורבת. לצורך זה כותשים היטב תערובת של מספר גבישים מכל אחד משני החומרים וקובעים את נקודת ההתכה של התערובת. אם נקודת ההתכה של התערובת נמצאה זהה לזו של כל אחד ממרכיבי התערובת, אזי בידינו שני חומרים זהים. אם החומרים שונים, תהיה נקודת ההתכה של התערובת נמוכה מזו של כל אחד ממרכיביה וירידה זו יכולה להגיע על לכדי 20–30 מעלות מתחת לנקודת ההתכה של המרכיבים.