熔點(diǎn)的測(cè)定原理
1.熔點(diǎn)測(cè)定基本原理
熔點(diǎn)定義:一個(gè)大氣壓下固體化合物固相與液相平衡時(shí)的溫度
這時(shí)固相和液相的蒸汽壓相等。每種純固體有機(jī)化合物一般都有一個(gè)固定的熔點(diǎn),即在一定壓力下,從初熔到全熔(該范圍稱為熔程),溫度不超過0.5~1℃。
熔點(diǎn)是鑒定固體有機(jī)化合物的重要物理常數(shù),也是化合物純度的判斷標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)化合物中混有雜質(zhì)時(shí),熔程較長(zhǎng),熔點(diǎn)降低。
純物質(zhì)的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)是一致的。
2.測(cè)定熔點(diǎn)的方法:
1)經(jīng)典方法(提勒管法)
將試樣裝入熔點(diǎn)管中(見教材25頁)。將干燥的粉末試樣在表面皿上堆成小堆,將熔點(diǎn)管的開口端插入試樣中,裝取少量粉末。然后把熔點(diǎn)管豎立起來,在桌面上頓幾下,使樣品掉入管底。這樣反復(fù)取樣多次,最后使熔點(diǎn)管從一根長(zhǎng)約40~50 cm高底玻璃管中掉到表面皿上,多重復(fù)幾次,使樣品粉末緊密堆積在毛細(xì)管底部。為使測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確,樣品一定要研地很細(xì),填充要均勻且緊密。
載熱體一般稱為浴液,根據(jù)所測(cè)物質(zhì)地熔點(diǎn)選擇。一般用液體石蠟,硫酸,硅油等。
毛細(xì)管中的樣品應(yīng)位于溫度計(jì)水銀球的中部,可用乳膠圈捆好貼實(shí)(膠圈不要浸入溶液中),用有缺口的木塞作支撐套入溫度計(jì)放到提勒管中,并使水銀球處在提勒管的兩叉口之間。
在下圖中所示位置加熱,載熱體被加熱后在管內(nèi)呈對(duì)流循環(huán),使溫度變化比較均勻。
在測(cè)定已知熔點(diǎn)的樣品時(shí),可先以較快速度加熱,在距離熔點(diǎn)15~20℃時(shí),應(yīng)以每分鐘1~2 ℃的速度加熱,直到測(cè)出熔程。在測(cè)定未知熔點(diǎn)的樣品時(shí),應(yīng)先粗測(cè)熔點(diǎn)范圍,再如上述方法細(xì)測(cè)。測(cè)定時(shí),應(yīng)觀察和記錄樣品開始塌落并有液相產(chǎn)生時(shí)(初熔)和固體完全消失時(shí)(全溶)的溫度讀數(shù),所的數(shù)據(jù)即為該物質(zhì)的熔程。還要觀察和記錄再加熱過程中是否有萎縮、變色、發(fā)泡、升華及炭化現(xiàn)象,熔點(diǎn)測(cè)定至少要有兩次重復(fù)數(shù)據(jù),每一次都要用新毛細(xì)管重新裝入樣品。
2)顯微熔點(diǎn)儀測(cè)定熔點(diǎn)(微量熔點(diǎn)測(cè)定法)
該類儀器型號(hào)較多,共同特點(diǎn)是使用樣品量少(2~3顆小結(jié)晶),可觀察晶體再加熱過程中的變化情況,能測(cè)量室溫到300℃樣品的熔點(diǎn),其具體操作如下:
取兩片干凈且干燥的蓋玻片將樣品夾在中間,用手將樣品攆碎,放在載玻片上將樣品送入加熱平臺(tái)上,用手柄調(diào)節(jié)顯微鏡高度,直至可以清楚的看到晶體。打開控制器上加熱開關(guān),調(diào)節(jié)旋鈕I和II使調(diào)節(jié)器上電壓達(dá)到100,先讓儀器快速升溫,待溫度升至距樣品熔點(diǎn)值約差20℃左右時(shí)放慢速加熱速度,控制溫度上升速度為每分鐘2℃左右。當(dāng)樣品結(jié)晶棱角開始變圓時(shí),表示熔化已開始,結(jié)晶形狀完全消失表示熔化已經(jīng)完成,記錄熔程。
測(cè)畢停止加熱,稍冷,用鑷子取出載玻片,將裝有樣品的蓋薄片放在小燒杯中,將散熱片放在加熱臺(tái)上,使其快速冷卻,以便再次測(cè)試用。