Hangi Madde En Yüksek Erime Noktasına Sahiptir? Cevap Biraz Karışık

Hangi maddenin en yüksek erime noktasına sahip olduğu sorusu basit gibi görünse de, cevap “duruma göre değişir” olarak çıkıyor. Belki de lise kimya dersinde size cevabın tungsten olduğu söylendi, ancak bu o kadar basit değil.

Bir kere, kimya öğretmenlerinin ve ders kitaplarının gerçekten bilmesi gerektiği gibi, bir maddenin erime noktası sadece sıcaklığa değil aynı zamanda basınca da bağlıdır. İşleri basitleştirmek için genellikle erime noktalarını 1 atmosferde (101.325 Pascal) ölçeriz.

Bu koşullar altında tungsten, herhangi bir elementin en yüksek erime noktası olan 3.414°C'de erir. Edison'un onu ampullerinde kullanmasının nedenlerinden biri de budur - çok ince bir telden çok fazla akım geçse bile, erime genellikle bir sorun değildir.

Ancak elmaslar en az yüz derece daha fazla ısıtılabilir ve katı kalabilir. O zaman altın madalyayı kazanmıyorlar mı?

Buradaki sorun, 1 atmosferde elmasların asla erimemesidir. Bunun yerine süblimleşirler - önce sıvı hale gelmeden doğrudan katıdan gaza geçerler. 1 atmosfer altında, elmaslar bunu yaklaşık 3.550°C'de yapacaktır. Ancak, basıncı yaklaşık 100 kat artırırsanız, 4.030 ile 4.430°C arasında bir yerde erimesini sağlayabilirsiniz. Tahminlerdeki farklılıklar, insanların genellikle elmaslarını tam olarak bulmak için israf edilemeyecek kadar değerli bulduklarından şüphelenmemize yol açıyor.

Bununla birlikte, elmaslar en yüksek erime noktasına sahip karbon formu bile değildir. Elmasın meşhur sertliğine rağmen görünüşte zararsız olan grafit içindeki bağların ısı yoluyla kırılması daha da zordur ve 3.650°C sıcaklık gerektirir. "Grafit sonsuza kadardır" aynı tınıya sahip değil gerçi.

Grafitin ulaşabileceği aşırı sıcaklıklar, insanlık için oldukça önemli olabilir. Yenilenebilir kaynaklardan enerji depolamak için araştırılan bir yöntem, grafiti bir soğutucu olarak kullanmak, elektriğin bol olduğu zamanlarda yaklaşık 1.000°C'ye kadar ısıtmak ve buhar yapmak için dahili borulardan su akıtmaktır. Bunun pilleri ve yerçekimsel enerji depolama cihazlarını alt edip etmeyeceğini göreceğiz, ancak bunun yerine elmas kullanmaktansa maliyet açısından rekabetçi olduğunu hayal etmek daha kolay.

Ancak, evrende elementlerden daha fazlası var. Hafniyum karbonitridin (HfCN), kesin sıcaklık doğrulanmamasına rağmen, atmosferik basınç altında yaklaşık 4.400°C erime noktasına sahip olduğu gösterilmiştir.

Bu kadar aşırı erime noktalarını ölçmenin ne kadar zor olduğunu düşündüğünüzde bu şaşırtıcı değil. Ne de olsa, HfCN'yi öylece katı bir nesnenin üzerine koyup onu yoğun ısıya maruz bırakamazsınız - önce durduğu yer erir.

Bunun yerine, refrakter denilen maddeler - çok yüksek erime noktalarına sahip olanlar - siyah bir cisim boşluğuna uzun bir çubuk yerleştirilerek ve onu ısıtmak için çubuktan bir elektrik akımı geçirilerek veya merkezine lazerler parlatılarak ölçülür. Maddenin en sıcak kısmından yapılan radyasyon gözlemleri, eridiği sıcaklığı ölçmek için kullanılır, ancak kesin okumalar almak zor olabilir.

Eksiksiz bir listeye sahip olduğumuz elementlerin aksine, her zaman keşfedilecek daha fazla bileşik vardır. Sonuç olarak, HfCN'nin bildiğimiz herhangi bir bileşik arasında en yüksek erime noktasına sahip olması, eninde sonunda zirveye ulaşmayacağı anlamına gelmez.

En refrakter maddeleri bulma arayışı sadece rekorlar kırmak için değil. Atmosferden dönen uzay aracı veya önerilen hipersonik araçlar, alabilecekleri tüm korumaya ihtiyaç duyarlar ve daha yüksek erime noktaları bunun bir parçasıdır.

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.