毛細管法測定樣品的熔點

1、新鄉(xiāng)醫(yī)學院醫(yī)用化學實驗課教案首頁授課教師姓名及職稱:一、實驗名稱毛細管法測定樣品的熔點二、授課對象臨床醫(yī)學授課形式實驗教學三、教學目標1 了解固態(tài)有機化合物熔點測定的原理和意義。2 掌握毛細管法測定熔點的操作方法。四、教學內(nèi)容1 實驗原理2 毛細管的制備，樣品裝填3 .測定熔點的裝置4 .熔點測定五、教學安排與課時分配1 .講解演示35 min2 .學生操作教師輔導85min六、授課重點熔點定義、毛細管法測定樣品熔點的原理以及裝置的搭建七、考前須知1 毛細管要封的嚴、薄、直；2 樣品一定要研得極細，裝得結(jié)實；3 安裝注意兩個中心一個根本點4 換新的樣品管前浴液溫度要先降至低于溶點30 C八、授

2、課方法教師示范講述，學生動手操作九、使用教材?醫(yī)用化學實驗?自編教材十、教研室審查意見主任簽字新鄉(xiāng)醫(yī)學院化學教研室實驗毛細管法測定樣品的熔點一、實驗目的1 了解固態(tài)有機化合物熔點測定的原理和意義。2 掌握毛細管法測定熔點的操作方法。二、實驗原理可能發(fā)生三種情況:圖物質(zhì)溫度與蒸氣壓曲線如果在一定的溫度和壓力下，將某物質(zhì)的固液兩相置于同一容器中，IS ； sTI ； I、s 并存。為了決定在某一溫度時哪一種情況占優(yōu)勢， 我們可從物 質(zhì)的蒸氣壓與溫度的關(guān)系曲線來理解見右圖。圖中MS為固體的蒸氣壓和溫度的關(guān)系曲線， LM為液體的蒸氣壓與溫度的關(guān)系曲線，由于固相的蒸氣壓隨溫度變化的速率較相應液相大，使兩

3、條曲線在 M點相交，在此溫度時，固液 兩相同時并存，此時的溫度Tm即為該物質(zhì)的熔點。熔點的定義應為在標準大氣壓下物質(zhì)的固態(tài)與液態(tài)成平衡時的溫度。通常將結(jié)晶物質(zhì)加熱到一定的溫度時，即從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，此時的溫度可視為該物質(zhì)的熔點。只有T=Tm時，固液兩相的蒸氣壓才是一致的，此時固液兩相可同時并存，一旦溫度超 過Tm,甚至只有幾分之一度時，如有足夠的時間，固體就可全部轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w。這就是純粹 晶體物質(zhì)之所以有固定和敏銳熔點的原因。純粹固體有機化合物一般都有固定的熔點一般不超過350 C,較易測定，而且從初熔到全熔的溫度范圍熔程不超過0.51 C，固液兩態(tài)之間的變化非常敏銳。當試樣含有 雜質(zhì)時，不僅熔

4、點降低，而且熔程也會增大。 因此通過測定熔點可以檢驗固體有機化合物的 純度，同時根據(jù)熔程長短又可定性地判斷該化合物的純度。當有雜質(zhì)存在時假定兩者不成固熔體，根據(jù)拉烏爾Raoult 定律可知，在一定的壓力和溫度下，在溶劑中增加溶質(zhì)的摩爾數(shù)，會導致溶劑蒸氣分壓降低因此該化合物的熔點 要比純粹物低。在鑒定某未知物時，如測得其熔點和某物的熔點相同或相近時，不能認為它們?yōu)橥晃镔|(zhì)。還需把它們混合，測該混合物的熔點，假設熔點仍不變，才能認為它們?yōu)橥晃镔|(zhì)。 假設混合物熔點降低，熔程增大，那么說明它們屬于不同的物質(zhì)。故此種混合熔點試驗，是檢驗 兩種熔點相同或相近的有機物是否為同一物質(zhì)的最簡便方法雖然混合熔點

5、的測定， 由于少數(shù)例外情況而不絕對可靠，但對于鑒定有機化合物仍有很大的實用價值。三、實驗用品b形管、溫度計、玻璃管內(nèi)徑 8 mm，長約400 mm 、毛細管、外表皿、酒精燈、二 苯胺四、實驗步驟1 熔點管的制備取一內(nèi)徑約1 mm，長約100 mm潔凈毛細管，以斜向下 45度的角度將其一端對著酒 精燈穩(wěn)定火焰的邊沿，邊加熱，邊均勻旋轉(zhuǎn)，使其融合封閉。要求封閉要嚴、薄、直。2 裝填樣品取0.10.2 g樣品，置于干凈的外表皿上，用玻璃棒將其研磨成粉末并聚成一堆。將熔點管開口端向下插入粉末堆中， 使少量試樣擠入熔點管內(nèi)，然后將熔點管倒轉(zhuǎn)過來， 在桌面上輕輕敲擊，使粉末落到管底。再取一根長約400 m

6、m的潔凈玻璃管或空氣冷凝管，直立于另一干凈的外表皿上， 將裝有樣品的熔點管開口向上，從玻璃管中自由落下， 使樣品顛實。重復上述操作，直至熔點管底部緊密地填裝23 mm高的試樣為止。操作要迅速，以免樣品受潮。最后用紙拭去沾在管外的樣品粉末，以免玷污加熱溶液。要測得準確的熔點，樣品一定要研得極細，裝得結(jié)實，使熱量的傳導迅速均勻。有些蠟狀化合物很難裝緊，只好選用較粗約 2 mm左右的毛細管。有些樣品容易升華，此時應 將裝好樣的熔點管的上口也封住。毛細管測定熔點裝置3 .測定熔點的裝置如右圖溫度計刻度應向軟木塞缺口處，以便觀察溫度。調(diào)節(jié)溫度計的位置，使其水銀球位于b形管上、下側(cè)口的中部。將熔點管用橡皮

7、圈不能浸入浴液緊固在溫度計上，使樣品位于水銀 球中部。往b形管中參加浴液液面稍高于上側(cè)口的上沿即可。 最后將溫度計連同裝有樣品的熔點管輕輕地插入b形管的浴液中。浴液是指用來間接加熱的傳熱液體，應具有沸點較高、揮發(fā)性甚小、在受熱時較為穩(wěn)定等特點。一般所選浴液的沸點要比被測物熔點高20 C以上。樣品熔點在90 C以下的可采用水做浴液，水價廉、易傳熱、透明性好、污染小；樣品熔點在220 C以下的可采用液體石蠟或濃硫酸做浴液。液體石蠟較平安，但易變黃；濃硫酸價廉， 易傳熱，但腐蝕性強，有機物或其它雜質(zhì)與其接觸，硫酸的顏色會變黑，有礙熔點的觀察，此時可酌加少許硝酸鉀晶體，共熱后使之褪色。使用濃硫酸尤其是

8、熱濃硫酸時應特別小心，以防其灼傷皮膚。白礦油是碳原子數(shù)比液體石蠟多的烴，可加熱到280 C不變色。還可用植物油、硫酸與硫酸鉀的混合物、磷酸、甘油、硅油等作浴液。4測定二苯胺熔點一般測熔點每個樣品至少測兩次粗測：用酒精燈在b形管下側(cè)管部位緩緩加熱，使溫度每分鐘上升約 56 C,觀察試樣 的變化，測定一個近似熔點。然后移開火源，精測：使溫度降至低于近似熔點30 C左右，連同塞子一起取出溫度計，換一支新的裝有樣品的熔點管，插入 b 形管中，稍停片刻，使溫度計、熔點管及浴液溫度平衡。開始時加 熱速度可稍快，待溫度距離近似熔點約10 C時，調(diào)整加熱火焰，使溫度以每分鐘12 C的速度緩慢而均勻地上升。正確

9、控制加熱速度是測定結(jié)果準確與否的關(guān)鍵。記下樣品開始塌落并有液相產(chǎn)生初熔和樣品固相完全消失全熔時的溫度，即為 被測樣品的熔點。 熔點管中的樣品只能測一次，不允許將其冷卻固化后再做第二次測定。 因為有時某些物質(zhì)會產(chǎn)生局部分解，有些會轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂胁煌埸c的其他結(jié)晶形式五、結(jié)論經(jīng)測定二苯胺的熔點為：熔程為：六、考前須知：1毛細管要封的嚴、薄、直；2樣品一定要研得極細，裝得結(jié)實；3安裝 “兩個中心一個根本點 ；4廢樣品管及火材棒扔到垃圾桶中。5接近熔點時加熱速度一定要減慢。七、思考題1 測熔點時，假設有以下情況將產(chǎn)生什么結(jié)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

10、完全枯燥或含有雜質(zhì)。5樣品研得不細或裝得不緊密。6加熱太快。 答 : 1管壁太厚樣品受熱不均勻，熔點測不準，熔點數(shù)據(jù)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(jié)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(zhì)，致使測得熔點偏低，熔程加大。4樣品未完全枯燥，內(nèi)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(shù)據(jù)偏低，熔程加大樣品含有雜質(zhì)的話情況同上。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(shù)小傳熱 慢，會使所測熔點數(shù)據(jù)偏高熔程大。6加熱太快，升溫大快，會使所測熔點數(shù)據(jù)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