示差熱分析で

質問

硝酸カリウムを常温から加熱していったところ、融解によると思われる相転移が確認できました。
ところが、その状態から加熱を止め冷却していったところ相転移によると思われるピークが２つでました。
一定の温度幅で過熱・冷却を繰り返していて、加熱では相転移が一度で冷却では相転移が二度あるとはどういうことなんでしょうか？
また、状態変化によらない相転移は何でしょうか？構造相転移でも起こっているのでしょうか？

回答No.1

siegmund

硝酸カリウムはご質問のようなことが起きる物質として割合有名です．

どの温度で異常が見えたのかわかりませんが(書いとて下さいよ！重要な情報です)，
融解ではなくて，構造相転移ではないでしょうか？
融点は 333℃ です．

硝酸カリウムはαβγの３構造があり
加熱 α →(128℃)→ β
200℃くらいから冷却 β→(124℃)→γ→(100℃)→α
と変化します．
転移温度は理化学辞典を参照しました．

熱力学的には温度を決めれば一番安定な構造が決まるわけですから，
こういう現象は奇妙な気がします．
ただし，１次相転移では過冷却現象がおこるなどからわかりますように，
熱力学的に一番安定(つまり自由エネルギーが一番低い)状態が必ずしも
実現されるとは限らない場合があります．
ある温度でＡ状態よりＢ状態の方が安定だとします．
ただし，Ａ状態からＢ状態に移るには一度エネルギーの高い状態(峠)を経由しないといけない，
となるとなかなかＢ状態に移りにくいことになります．
峠の高さはいろいろな要素によりますが，
Ａ状態とＢ状態の対称性が違っていたりすると高くなる場合が多いようです．

ところで，nabetyan404 さん，
構造相転移なんていう用語をご存知のレベルなら，
理化学辞典なり化学大辞典なりで「硝酸カリウム」を引いて調べるべきです．
上の回答の後半はともかく，前半は直ちに情報が得られたはずですよ．
nabetyan404 さんは大学生かと思いますが，
上のようなことをきちんとやるのが大学生の勉強姿勢というものと思います．
レベルが高くなればなるほど，あなたに教えられる人間は減ります．
多少ともよい仕事をしようと思ったら，
自分で解決しなければいけないことの連続ですよ．

お礼

ご回答ありがとうございます。
今は実験のデータを解析している途中なのでまた硝酸カリウムの温度を出してなかったんです。今度何かを質問するときは自分でできるところまで調べてからにします。ちょっと前に理化学辞典で調べてみたら書いてありました。
確かに人に頼ってばかりでは良くないですね。そのアドバイスをしっかりと覚えておきます。