熔點的測定和溫計校正_第1頁
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文檔簡介

主要內容一、實驗目的二、實驗原理三、儀器藥品四、實驗裝置五、實驗流程六、注意事項七、思考題當前1頁,總共26頁。一、實驗目的(1)了解熔點測定的意義,掌握測定熔點的操作。(2)測定有機化合物的熔點,判斷化合物的純度。(3)了解利用對純粹有機化合物的熔點測定校正溫度計的方法。當前2頁,總共26頁。

二、實驗原理晶體化合物的固液兩態在一個大氣壓力下成平衡時的溫度稱為該化合物的熔點。純粹的固體有機化合物一般都有固定的熔點,即在一定的壓力下,固液兩態之間的變化是非常敏銳的,自初熔至全熔(熔點范圍稱為熔程),溫度不超過0.5-1℃。如果該物質含有雜質,則其熔點往往較純粹者為低,且熔程較長。故測定熔點對于鑒定純粹有機物和定性判斷固體化合物的純度具有很大的價值。1、熔點當前3頁,總共26頁。物質蒸氣壓隨溫度變化曲線

當前4頁,總共26頁。圖2相隨時間和溫度的變化當前5頁,總共26頁。化合物溫度不到熔點時以固相存在,加熱使溫度上升,達到熔點.開始有少量液體出現,而后固液相平衡.繼續加熱,溫度不再變化,此時加熱所提供的熱量使固相不斷轉變為液相,兩相間仍為平衡,最后的固體熔化后,繼續加熱則溫度線性上升。因此在接近熔點時,加熱速度一定要慢,每分鐘溫度升高不能超過2℃,只有這樣,才能使整個熔化過程盡可能接近于兩相平衡條件,測得的熔點也越精確。

當前6頁,總共26頁。三、儀器與藥品儀器:毛細管,測熔管,沸點管。試劑:肉桂酸,未知固體化合物。當前7頁,總共26頁。四、實驗裝置毛細管熔點測定裝置:熱浴、溫度計、熔點管裝配而成。當前8頁,總共26頁。1.樣品的干燥和研磨

2.裝樣(把兩頭封閉長度約10~12cm的熔點管中間割裂,開口的一端插入樣品粉末中,裝樣約高3~4mm,倒轉填緊后,樣高2~3mm)

3.把裝樣品的毛細管附于溫度計上(樣品部分在水銀球中部)

4.放入熱浴(溫度計水銀球在熱浴中部,水銀球不能碰瓶底也不能離開熱浴液面)

5.加熱、控溫(開始升溫可快,接近熔點10℃時,控制升溫速度1~2℃/min

6.觀察熔點(始熔:固體收縮,當樣品開始塌落并出現液相時,即為始熔;全熔:固體完全消失而成透明的液體時,即為全熔)

7.記錄結果(熔點范圍,即始熔至全熔溫度)。

8.要有二次以上重復的數據(通常不取平均值),第二次要用新裝樣品的熔點管,浴溫要低于熔點20℃以上才放入。五實驗流程當前9頁,總共26頁。顯微熔點測定法(微量熔點測定法)

用顯微熔點測定儀或精密顯微熔點測定儀測定熔點,其實質是在顯微鏡下觀察熔化過程。顯微熔點儀的儀器型號較多,但共同特點是使用樣品量少(不大于0.1mg),可觀察晶體在加熱過程中的變化情況,能測量的樣品熔點范圍為室溫至300℃。具體操作如下:在干凈且干燥的載玻片上放微量晶粒并蓋一片載玻片,放在加熱臺上。調節反光鏡、物鏡和日鏡,使顯微鏡焦點對準樣品,開啟加熱器,先快速后慢速加熱,溫度欲升至熔點時,控制溫度上升的速度為1~2℃/min,當樣品結晶棱角開始變圓時,表示熔化已開始,結晶形狀完全消失表示已完全熔化。可以看到樣品變化的全過程。如結晶的失水、多晶的變化及分解。測完后停止加熱,稍冷,用鑷子移走載玻片,將銅板蓋放在加熱臺上,可快速冷卻,以便再次測試。當前10頁,總共26頁。顯微熔點測定儀的示意圖

當前11頁,總共26頁。操作要點及說明1、熔點管本身要干凈,管壁不能太厚,封口要均勻。容易出現的問題是,封口一端發生彎曲和封口端壁太厚,所以在毛細管封口時,一端在火焰上加熱時要盡量讓毛細管接近垂直方向,火焰溫度不宜太高,最好用酒精燈,斷斷續續地加熱,封口要圓滑,以不漏氣為原則。2、樣品一定要干燥,并要研成細粉末,往毛細管內裝樣品時,一定要反復沖撞夯實,管外樣品要用衛生紙擦干凈。當前12頁,總共26頁。3、用橡皮圈將毛細管縛在溫度計旁,并使裝樣部分和溫度計水銀球處在同一水平位置,同時要使溫度計水銀球處于b形管兩側管中心部位。4、升溫速度不宜太快,特別是當溫度將要接近該樣品的熔點時,升溫速度更不能快。一般情況是,開始升溫時速度可稍快些(5℃/min)但接近該樣品熔點時,升溫速度要慢(1-2℃/min),對未知物熔點的測定,第一次可快速升溫,測定化合物的大概熔點。

當前13頁,總共26頁。5、熔點溫度范圍(熔程、熔點、熔距)的觀察和記錄,注意觀察時,樣品開始萎縮(蹋落)并非熔化開始的指示信號,實際的熔化開始于能看到第一滴液體時,記下此時的溫度,到所有晶體完全消失呈透明液體時再記下這時的溫度,這兩個溫度即為該樣品的熔點范圍。6、熔點的測定至少要有兩次重復的數據,每一次測定都必須用新的熔點管,裝新樣品。進行第二次測定時,要等浴溫冷至其熔點以下約30℃左右再進行

當前14頁,總共26頁。7、使用硫酸作加熱浴液(加熱介質)要特別小心,不能讓有機物碰到濃硫酸,否則使溶液顏色變深,有礙熔點的觀察。若出現這種情況,可加人少許硝酸鉀晶體共熱后使之脫色。采用濃硫酸作熱浴,適用于測熔點在220℃以下的樣品。若要測熔點在220℃以上的樣品可用其它熱浴液。8、測定工作結束,一定要等浴液冷卻后方可將濃硫酸倒回瓶中。溫度計也要等冷卻后,用廢紙擦去硫酸方可用水沖洗,否則溫度計極易炸裂。

當前15頁,總共26頁。9、溫度計校正測熔點時,溫度計上的熔點讀數與真實熔點之間常有一定的偏差。這可能由于以下原因,首先,溫度計的制作質量差,如毛細孔徑不均勻,刻度不準確。其次,溫度計有全浸式和半浸式兩種,全浸式溫度計的刻度是在溫度計汞線全部均勻受熱的情況下刻出來的,而測熔點時僅有部分汞線受熱,因而露出的汞線溫度較全部受熱者低。為了校正溫度計,可選用純有機化合物的熔點作為標準或選用一標準溫度計校正。當前16頁,總共26頁。選擇數種已知熔點的純化合物為標準,測定它們的熔點,以觀察到的熔點作縱坐標,測得熔點與已知熔點差值作橫坐標,畫成曲線,即可從曲線上讀出任一溫度的校正值

當前17頁,總共26頁。熔點法校正溫度計標準樣品熔點(℃)標準樣品熔點(℃)水-冰0苯甲酸112.4a-萘胺50尿素135二苯胺53二苯基羥基乙酸151對二氯苯53水楊酸159苯甲酸芐酯71對苯二酚173~174萘80.553,5-二硝基苯甲酸205間二硝基苯90.02蒽216.2~216.4二苯乙二酮95~96酚酞262~263乙酰苯胺114.3蒽醌286(升華)當前18頁,總共26頁。六、注意事項1、熔點管必須潔凈。如含有灰塵等,能產生4—10OC的誤差。

2、熔點管底未封好會產生漏管。

3、樣品粉碎要細,填裝要實,否則產生空隙,不易傳熱,造成熔程變大。

4、樣品不干燥或含有雜質,會使熔點偏低,熔程變大。

5、樣品量太少不便觀察,而且熔點偏低;太多會造成熔程變大,熔點偏高。

6、升溫速度應慢,讓熱傳導有充分的時間。升溫速度過快,熔點偏高。

7、熔點管壁太厚,熱傳導時間長,會產生熔點偏高。

當前19頁,總共26頁。8、使用硫酸作加熱浴液要特別小心,不能讓有機物碰到濃硫酸,否則使浴液顏色變深,有礙熔點的觀察。若出現這種情況,可加人少許硝酸鉀晶體共熱后使之脫色。采用濃硫酸作熱浴,適用于測熔點在220℃以下的樣品。若要測熔點在220℃以上的樣品可用其它熱浴液。歸納上述因素為四個:(1)熔點管規范(包括規格、管底封閉、潔凈等)(2)樣品合格(包括干燥、粒度等)(3)樣品填裝符合要求(量的多少、填充結實與否)(4)升溫速度當前20頁,總共26頁。1.如果我們想對一個固體有機化合物的純度進行初步檢測,可以用什么方法?2.熔點測定過程中,為什么在接近熔點升溫的速度不能快?3.為什么要用新的毛細管重新裝入樣品?4.微量法測定沸點,為什么把液體樣品中的氣泡剛要縮回內管的的溫度作為該液體的沸點?七、思考題當前21頁,總共26頁。1、測熔點時,若有下列情況將產生什么結果?(1)熔點管壁太厚。(2)熔點管底部未完全封閉,尚有一針孔。(3)熔點管不潔凈。(4)樣品未完全干燥或含有雜質。(5)樣品研得不細或裝得不緊密。(6)加熱太快。當前22頁,總共26頁。答:(1)管壁太厚樣品受熱不均勻,熔點測不準,熔點數據易偏高,熔程大。

(2)熔點管底部未完全封閉有一針孔,空氣會進人,加熱時,可看到有氣泡從溶液中跑出接著溶液進人,結晶很快熔化,也測不準,偏低。(3)熔點管不潔凈,等于樣品中有雜質,致使測得熔點偏低,熔程加大。

(4)樣品未完全干燥,內有水分和其它溶劑,加熱,溶劑氣化,使樣品松動熔化,也使所測熔點數據偏低,熔程加大.樣品含有雜質的話情況同上。當前23頁,總共26頁。(5)樣品研得不細和裝得不緊密,里面含有空隙,充滿空氣,而空氣導熱系數小傳熱慢,會使所測熔點數據偏高熔程大。(6)加熱太快,升溫大快,會使所測熔點數據偏高,熔程大,所以加熱不能太快。這一方面是為了保證有充分的時間讓熱量由管外傳至管內,以使固體熔化。另一方面因觀察者不能同時觀察溫度計所示度數和樣品的變化情況,只有緩慢加熱才能使此項誤差變小。當前24頁,總共26頁。2、是否可以使用第一次測過熔點時已經熔化的有機化合物再作第二次測定呢?為什么?答:不可以,這是因為第一次測過熔點后,有時有些物質會產生部分分解,有些會轉變成具有不同熔點的其它結晶形式3、測定熔點使用的熔點管(裝試樣的毛細管)一般外徑為

,長約

;裝試樣的高度約為

,要裝得

答:1~1.2mm;70~80mm;2~3m

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