Point de fusion : Définition et mesure

Le point de fusion, qu'est-ce que c'est ?

Ce terme désigne le changement d'état d'un matériau quand celui-ci passe d'un état solide à un état liquide.
Le point de fusion est la température exacte nécessaire à cette transformation.

Le point de fusion est sans aucun doute la valeur thermique la plus souvent utilisée pour caractériser des matériaux.
La détermination du point de fusion est très importante puisqu'elle est utile pour d'autres mesures comme celle du point de goutte ou du point de ramollissement de matériaux industriels.
Une fois le point de fusion déterminé, il peut être aisément classifié. Celui-ci est hautement dépendant de la pureté du matériel testé. Cette technique peut être donc utilisée également pour définir la qualité d'une substance.

Il existe différents appareils de mesure de point de fusion reposant tous sur la restitution d'un gradient de température. Ils peuvent être constitués soit d'une plaque métallique chauffante telle le Banc Kofler ou le bloc Maquenne, soit d'un bain d'huile tel le tube de Thiele.

Dans le travail pratique de laboratoire on utilise des appareils de mesure de point de fusion automatique.
Ceux-ci utilisent une technique de transmission de lumière pour faire des mesures précises (Voir le lien ci-dessous ou un peu plus bas dans la page pour plus de précisions.). Ils sont faciles à manier, fonctionnent plus vite, fournissent des résultats reproductibles et sont plus précis.
Cliquez ici pour découvrir les appareils de mesure du point de fusion.

Exemple de techniques utilisées : avec les tubes capillaires ou par transmission de lumière 

La principale technique utilisée consiste à utiliser des tubes capillaires d'un diamètre de 1mm environ et d'une épaisseur de 0.1 mm / 0.2 mm.
Il faut ensuite remplir le tube à hauteur de 2 – 3 mm du matériel testé à l'état solide. Puis dans une dernière étape, il faut chauffer et observer la réaction.

Les standards japonais JIS K 0064 de 1992 illustrent parfaitement les différentes étapes du processus de point de fusion d'un matériau dans un tube capillaire.

• Le point de chute 'A" montre un peu de matériel fondu dans le tube.
• Le point B montre que la substance est en grande partie fondue, mais qu'il reste encore un peu de solide dans le tube.
• Enfin le point C montre le liquide complètement fondu.

Bien entendu, la température varie entre le point A et le point C.

Autre caractéristiques du point de fusion :

Lorsque le point de fusion est atteint, les propriétés physiques du matériau changent comme les valeurs thermodynamique, l'enthalpie et rhéologiques (comme le volume ou la viscosité.), ou encore des propriétés de réflexion et de transmission de lumière.
Comparé aux autres propriétés physiques,  la transmission de lumière peut être facilement déterminée et par conséquent être utilisée pour la détermination du point de fusion.

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METTLER TOLEDO propose plusieurs instruments de mesure de point de fusion :
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Grâce à cette gamme, déterminez le point et l'intervalle de fusion avec une grande précision. La mesure par transmission de lumière automatique et les observations faites à l'aide d'une caméra synchronisée en mode de lumière réfléchie garantissent la fiabilité des résultats. Les mesures simultanées, jusqu'à 6 échantillons et les courtes durées de chauffage et de refroidissement (grâce au principe du four fermé) vous permettent d'effectuer plusieurs mesures en parallèle.