Beim Erwärmen oder Abkühlen eines Stoffes sind Schmelzpunkt, Siedepunkt und Erstarrungspunkt für ihn charakteristische Temperaturen, bei denen sich sein Aggregatzustand ändert (Stoffkonstanten). Am Schmelz- oder Flüssigkeitspunkt (Kurzzeichen: Fp) geht ein Stoff vom festen in den flüssigen Zustand über. Der umgekehrte Vorgang beim Abkühlen, der Übergang vom flüssigen in den festen Zustand, ist durch den Erstarrungspunkt (Kurzzeichen: Ep) charakterisiert. Die Temperatur, bei der eine Flüssigkeit gasförmig wird, ist ihr Koch- oder Siedepunkt (Kurzzeichen: Kp). Diese Temperaturen sind druckabhängig. Der Druck, bei dem sie gemessen wurden, muß daher stets angegeben werden. Bei Schmelz- und Erstarrungspunkten läßt man die Druckangabe meist weg, da die entstehende Ungenauigkeit gering ist.

Erhitzt man einen festen Stoff, dann bleibt seine Temperatur am Schmelz- und Siedepunkt lange Zeit konstant, da die zugeführte Wärme gebraucht wird, um die Atome oder Moleküle aus dem Gitter zu lösen bzw. in die Gasphase zu bringen. Bis dieser Vorgang abgeschlossen ist, steht keine Wärme für eine Temperaturerhöhung zur Verfügung. Beim Abkühlen wird am Erstarrungspunkt die beim Schmelzen zugeführte Wärme wieder frei, wenn sich die Atome oder Moleküle zum Kristallgitter ordnen. Daher bleibt auch in diesem Fall die Temperatur längere Zeit konstant.

Als charakteristische Größen eines Stoffes sind alle drei Temperaturen eine Hilfe bei seiner Identifizierung. Sie sind darüber hinaus ein Maß für seine Reinheit. Verunreinigungen erniedrigen den Schmelz- und Erstarrungspunkt. Der Siedepunkt wird erniedrigt, wenn die Verunreinigung einen höheren Dampfdruck hat als die untersuchte Flüssigkeit. Er wird erhöht, wenn der Dampfdruck der Verunreinigung niedriger ist.

Bestimmung des Schmelzpunktes:

Zur Messung von Schmelzpunkten gibt es verschiedene Schmelzpunktapparate. Sie sind entsprechend dem gewünschten Genauigkeitsgrad der Messung und dem notwendigen Temperaturbereich konstruiert.

Der einfache Schmelzpunktapparat und der Schmelzpunktapparat nach Thiele werden zu 3/5 mit einer Heizflüssigkeit - Paraffinöl oder Siliconöl - gefüllt. Ein Einschlußthermometer, dessen Skala eine 1 °C-Einteilung hat, wird mit dem Quecksilbervorratsgefäß in das Zentrum der Flüssigkeit gebracht. Es wird mit einem Korkstopfen, in den Entlüftungsschlitze geschnitten sind, befestigt. Die zu messende Substanz wird etwa 3 mm hoch in ein Schmelzpunktröhrchen, eine 7,5 cm lange Glaskapillare mit einem Durchmesser von 1 mm, eingefüllt. Das Röhrchen wird so in die Flüssigkeit eingetaucht, daß sich die Substanz unmittelbar neben der Quecksilberkugel befindet. Man heizt dann zunächst sehr schnell auf, um den ungefähren Schmelzpunkt (± 10°C) zu ermitteln. Man läßt anschließend abkühlen bis ca. 30°C unter den grob ermittelten Schmelzpunkt und bringt eine neue Probe in das Gerät. Nun erwärmt man um 1°C je Minute, um den exakten Schmelzpunkt zu erhalten. Den Schmelzvorgang beobachtet man möglichst mit einer Lupe. Viele Substanzen sintern, bevor sie schmelzen. Der Schmelzpunkt ist erreicht, wenn eine meniskusbildende Flüssigkeit entstanden ist, in der noch Kristalle schwimmen. Sie müssen ohne weitere Temperaturerhöhung schmelzen. Zur Überprüfung des gefundenen Schmelzpunktes läßt man wieder bis zur Verfestigung der Flüssigkeit abkühlen und wiederholt die Messung mit einer neuen Substanzprobe.

Der Kupferblock ist für Temperaturen zwischen 50°C und 700°C gedacht. Die Heizflüssigkeiten der zuvor besprochenen Geräte sind bei Temperaturen oberhalb von 300°C nicht verwendbar.

Bestimmung des Siedepunktes:
Die einfachste Methode, den Siedepunkt einer Flüssigkeit zu messen, ist, sie in einem Reagenzglas zu erhitzen, bis das Thermometer keine Temperaturzunahme mehr anzeigt. Die so erhaltenen Siedepunkte sind allerdings ungenau, und für brennbare, giftige oder ätzende Flüssigkeiten ist die Methode nicht geeignet. Daher wählt man meist eine Destillationsapparatur (Laborgeräte/Destillationszubehör) , in der man etwa 50 mL der Flüssigkeit so durch Erwärmen verdampft, daß in einer Sekunde ein Tropfen Flüssigkeit den Kühler verläßt. Überhitzen verfälscht das Meßergebnis. Während der Destillation liest man in Abständen von einer Minute die Temperatur der übergehenden Flüssigkeit ab und trägt sie in ein Temperatur-Zeit-Diagramm ein. Bei einer reinen Flüssigkeit zeigt das Diagramm eine Kurve, die den konstanten Siedepunkt und das Abfallen der Temperatur nach Ende der Destillation anzeigt. Liegt ein Gemisch zweier Flüssigkeiten vor, dann erhält man eine Kurve, die zunächst den Siedepunkt der tiefer siedenden Flüssigkeit anzeigt, dann den der höher siedenden. Anhand der Siedekurve kann man daher oft auch bestimmen, wie viele Komponenten ein Flüssigkeitsgemisch hat.

Bestimmung des Erstarrungspunktes:
Man füllt ein Reagenzglas (Eprivette) mit der zu untersuchenden Flüssigkeit und bringt es in eine Apparatur, wie sie in Abb. 10-8 dargestellt ist. Je nach Lage des Erstarrungspunktes kühlt man unter Rühren mit Luft oder einer Kältemischung. Die Temperatur wird in Abständen von einer Minute abgelesen und in ein Temperatur-Zeit-Diagramm eingetragen. Beim Erreichen des Erstarrungspunktes bleibt die Temperatur konstant, bis die Substanz völlig in den festen Zustand übergegangen ist. Wenn zu Beginn der Kristallisation eine Temperaturerhöhung stattfindet, dann spricht man von einer unterkühlten Schmelze.