Punto de fusión
El punto de fusión es la temperatura a la que una sustancia pasa de sólido a líquido a una presión determinada.
El punto de fusión es la temperatura a la que una sustancia sólida pasa al estado líquido a una presión determinada, normalmente la atmosférica. Durante la fusión, la temperatura se mantiene constante mientras se suministra calor, y es una propiedad característica de cada sustancia pura, por lo que se utiliza para identificarla y comprobar su grado de pureza.
¿Qué es el punto de fusión?
La fusión es el cambio de estado de sólido a líquido. Al calentar un sólido cristalino, sus partículas vibran cada vez con más energía hasta que vencen las fuerzas que las mantienen en posiciones fijas y empiezan a deslizarse unas sobre otras. La temperatura a la que sólido y líquido coexisten en equilibrio es el punto de fusión. Para una sustancia pura, el punto de fusión coincide con el punto de congelación (el proceso inverso).
Mientras dura la fusión, el calor aportado no eleva la temperatura, sino que se emplea en romper la estructura ordenada. Esa energía se llama calor latente de fusión:
Para el hielo, Lf ≈ 334 kJ/kg (80 cal/g). Es una de las propiedades específicas de la materia, junto con el punto de ebullición y la densidad.
Factores que influyen en el punto de fusión
- Tipo de enlace: los sólidos iónicos, metálicos y de red covalente tienen puntos de fusión altos; los moleculares, bajos, porque solo hay que vencer fuerzas intermoleculares (fuerzas de Van der Waals y enlaces de hidrógeno). Ver enlace químico.
- Tamaño y masa molecular: en moléculas similares, a mayor tamaño, mayor punto de fusión.
- Impurezas: una sustancia con impurezas funde a menor temperatura y en un intervalo más amplio. Por eso se echa sal en las carreteras con hielo.
- Presión: afecta poco a los sólidos. En el agua, un aumento de presión reduce ligeramente el punto de fusión, porque el hielo es menos denso que el agua líquida.
Puntos de fusión de algunas sustancias
| Sustancia | Tipo | Punto de fusión (1 atm) |
|---|---|---|
| Mercurio (Hg) | Metal | −38,8 °C |
| Etanol | Molecular | −114 °C |
| Agua (H₂O) | Molecular | 0 °C |
| Sodio (Na) | Metal | 97,8 °C |
| Plomo (Pb) | Metal | 327 °C |
| Aluminio (Al) | Metal | 660 °C |
| Cloruro de sodio (NaCl) | Iónico | 801 °C |
| Oro (Au) | Metal | 1064 °C |
| Cobre (Cu) | Metal | 1085 °C |
| Hierro (Fe) | Metal | 1538 °C |
| Wolframio (W) | Metal | 3422 °C |
El carbono en forma de diamante o grafito no funde a presión atmosférica, sino que se sublima a unos 3600 °C. En el caso de los vidrios y los plásticos amorfos no hay un punto de fusión definido, sino un intervalo de reblandecimiento.
Descenso del punto de fusión (descenso crioscópico)
Cuando se disuelve un soluto no volátil en un disolvente, la temperatura de congelación de la disolución baja. Es una propiedad coligativa que depende de la cantidad de partículas disueltas, no de su naturaleza:
donde m es la molalidad (mol de soluto por kg de disolvente), i el factor de van’t Hoff y Kf la constante crioscópica del disolvente (1,86 °C·kg/mol para el agua).
Cómo se determina
En el laboratorio se calienta lentamente una pequeña cantidad de muestra en un tubo capilar (aparato de Thiele o fusiómetro digital) y se anota el intervalo desde que aparece la primera gota líquida hasta que todo ha fundido. Un intervalo estrecho (1-2 °C) indica una sustancia pura.
Aplicaciones
- Identificar compuestos orgánicos y comprobar su pureza.
- Elegir materiales: soldaduras de estaño (≈232 °C), moldes metálicos, aislantes refractarios.
- Descongelar carreteras con sal y fabricar anticongelantes.
- Fundir y moldear metales en la fabricación de aleaciones.
Ejercicios resueltos
1. ¿Qué calor hace falta para fundir 200 g de hielo a 0 °C? (Lf = 334 J/g)
Q = m · Lf = 200 g × 334 J/g = 66 800 J = 66,8 kJ.
2. ¿A qué temperatura congela una disolución de 58,5 g de NaCl en 1 kg de agua? (Masa molar NaCl = 58,5 g/mol; i = 2; Kf = 1,86 °C·kg/mol)
m = 1 mol / 1 kg = 1 mol/kg. ΔTf = 2 × 1,86 × 1 = 3,72 °C. T = 0 − 3,72 = −3,72 °C (valor ideal).
3. Una muestra de un sólido funde entre 118 °C y 128 °C, y el valor de la sustancia pura es 135 °C. ¿Qué indica?
Funde a menor temperatura y en un intervalo amplio, lo que indica que la muestra está impura.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el punto de fusión?
Es la temperatura a la que una sustancia pasa de sólido a líquido a una presión dada.
¿Cuál es el punto de fusión del agua?
0 °C (273,15 K) a presión atmosférica normal.
¿Punto de fusión y de congelación son lo mismo?
En una sustancia pura tienen el mismo valor: uno es el cambio de sólido a líquido y el otro, el inverso.
¿Por qué la temperatura no sube mientras funde una sustancia?
Porque el calor se invierte en romper la estructura del sólido (calor latente), no en aumentar la energía cinética de las partículas.
¿Qué elemento tiene el punto de fusión más alto?
Entre los metales, el wolframio (3422 °C). El carbono (grafito) sublima a presión atmosférica a unos 3600 °C, por lo que no tiene un punto de fusión habitual.
Referencias
- Haynes, W. M. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC Press.
- Chang, R. y Goldsby, K. Química. McGraw-Hill.
- Atkins, P. y de Paula, J. Química física. Editorial Médica Panamericana.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2025). «Punto de fusión». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/quimica/punto-de-fusion/
