Smältentalpi / smältning
Även: Smältvärme, Fusionsentalpi, Latent smältvärme
Smältentalpin är den energimängd ett ämne måste ta upp för att vid smältpunkten övergå från fast till flytande aggregationstillstånd utan att ändra sin temperatur.
Smältentalpin (även kallad smältvärme eller latent smältvärme) beskriver den energi som måste tillföras ett ämne för att vid konstant tryck och konstant temperatur - nämligen vid smältpunkten - fullständigt överföra det från fast till flytande tillstånd. Denna energi ändrar inte temperaturen utan bryter upp kristallgitterbindningarna i fastkroppen. Processen är endoterm; vid stelning frigörs samma energi igen som kristallisationsentalpi.
Fysikalisk grund
Vid upphettning av en metall stiger temperaturen först linjärt. Vid smältpunkten förblir den konstant trots fortsatt värmetillförsel, tills hela ämnet är uppsmält - först då stiger smältans temperatur vidare. Den tillförda energin går åt till att övervinna de intermolekylära bindningskrafterna.
Den specifika smältentalpin $\Delta H_\text{fus}$ ges av:
Q = m . dH_fus
där Q är den behövda värmemängden (i J), m är massan (i kg) och dH_fus är det aktuella materialets specifika smältentalpi (i kJ/kg).
Smältentalpier för viktiga ädelmetaller i jämförelse
| Metall | Smältpunkt | Smältentalpi (kJ/mol) | Smältentalpi (kJ/kg) |
|---|---|---|---|
| Guld | 1 064 grader C | 12,55 | 63,7 |
| Silver | 961 grader C | 11,28 | 104,6 |
| Platina | 1 768 grader C | 22,17 | 113,6 |
| Palladium | 1 555 grader C | 16,74 | 157,3 |
| Koppar | 1 085 grader C | 13,05 | 205,4 |
Platina och palladium uppvisar både per mol och per kilogram tydligt högre smältentalpier än guld, vilket förklarar det ökade energibehovet vid deras bearbetning i raffinaderiet.
Relevans för ädelmetallbearbetning och smältvärde
För inköp, återvinning och affinering av skrotguld, trasigt guld eller tandguld spelar smältentalpin en praktisk roll: smältvärdet hos ett föremål beskriver det rena materialvärdet i förhållande till aktuellt guldpris respektive silverpris - oberoende av form eller prägling. Skiljeanstalter och återvinningsföretag måste kalkylera den termiska energiinsatsen vid nedsmältning, som direkt beror på legeringsblandningens smältentalpi.
En legerings finhalt påverkar även dess effektiva smältentalpi: legeringar som 585-guld (14 karat) smälter inom ett temperaturintervall (solidus till liquidus), inte vid en definierad punkt som den rena metallen finguld (999).
Kort sammanfattat
Smältentalpin är en nyckelstorhet inom ädelmetallfysiken: den bestämmer energibehovet vid nedsmältning, förklarar platån i upphettningskurvan och ligger till grund för smältvärdeskalkylatorn. Högre smältentalpi betyder mer energiinsats per kilogram - med direkt påverkan på bearbetningskostnader vid raffinaderi och återvinning.