熔點的測定和溫度計校正

1、2010.10.1主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、實一、實 驗驗 目目 的的二、實二、實 驗驗 原原 理理三、儀三、儀 器器 藥藥 品品 四、實四、實 驗驗 裝裝 置置五、實五、實 驗驗 流流 程程六、注六、注 意意 事事 項項七、思七、思 考考 題題一、實驗目的一、實驗目的（1）了解熔點測定的意義，掌握測定熔點的）了解熔點測定的意義，掌握測定熔點的操作。操作。（2）測定有機化合物的熔點，判斷化合物的）測定有機化合物的熔點，判斷化合物的純度。純度。（3）了解利用對純粹有機化合物的熔點測定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。校正溫度計的方法。 二、二、 實驗原理實驗原理 晶體化合物的固液兩態(tài)

2、在一個大氣壓力下成平晶體化合物的固液兩態(tài)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，化合物一般都有固定的熔點，即在一定的壓力下，固液兩態(tài)之間的變化是非常敏銳的，自初熔至全熔固液兩態(tài)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（熔點范圍稱為熔程），溫度不超過0.51。如。如果該物質(zhì)含有雜質(zhì)，則其熔點往往較純粹者為低，果該物質(zhì)含有雜質(zhì)，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

3、度具有很大的價值。性判斷固體化合物的純度具有很大的價值。1、熔點s溫度蒸氣壓M固體（1）溫度蒸氣壓M液體（2）s溫度蒸氣壓M固液（3）LLLL熔點物質(zhì)的溫度與蒸氣壓曲線圖TMs溫度蒸氣壓M固液LL熔點TMTM1(4)雜質(zhì)的影響M1L1物質(zhì)蒸氣壓隨溫度變化曲線物質(zhì)蒸氣壓隨溫度變化曲線 圖圖2 2 相隨時間和溫度的變化相隨時間和溫度的變化 化合物溫度不到熔點時以固相存在，加熱使溫度上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(xiàn)，而后固液相平升，達到熔點開始有少量液體出現(xiàn)，而后固液相平衡繼續(xù)加熱，溫度不再變化，此時加熱所提供的熱衡繼續(xù)加熱，溫度不再變化，此時加熱所提供的

4、熱量使固相不斷轉(zhuǎn)變?yōu)橐合?，兩相間仍為平衡，最后的量使固相不斷轉(zhuǎn)變?yōu)橐合?，兩相間仍為平衡，最后的固體熔化后，繼續(xù)加熱則溫度線性上升。因此在接近固體熔化后，繼續(xù)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熔點時，加熱速度一定要慢，每分鐘溫度升高不能超過過22，只有這樣，才能使整個熔化過程盡可能接近于，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。兩相平衡條件，測得的熔點也越精確。 三、儀器與藥品三、儀器與藥品 儀器：儀器：毛細管，測熔管，沸點管。毛細管，測熔管，沸點管。 試劑：試劑：肉桂酸，未知固體化合物。肉桂酸，未知固體化合物。四、實驗

5、裝置 毛細管熔點測定裝置：熱浴、溫度計、熔點管裝配而成。毛細管熔點測定裝置：熱浴、溫度計、熔點管裝配而成。 1 樣品的干燥和研磨樣品的干燥和研磨2 裝樣（把兩頭封閉長度約裝樣（把兩頭封閉長度約1012cm的熔點管中間割裂，開口的一的熔點管中間割裂，開口的一端插入樣品粉末中，裝樣約高端插入樣品粉末中，裝樣約高34mm，倒轉(zhuǎn)填緊后，樣高，倒轉(zhuǎn)填緊后，樣高23mm）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）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?。囟扔嬎y球在熱浴中部，水銀球不能碰瓶底也不能放入熱浴（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）

6、離開熱浴液面）5 加熱、控溫（開始升溫可快，接近熔點加熱、控溫（開始升溫可快，接近熔點10時，控制升溫速度時，控制升溫速度12/min6 觀察熔點（始熔：固體收縮，當樣品開始塌落并出現(xiàn)液相時，即觀察熔點（始熔：固體收縮，當樣品開始塌落并出現(xiàn)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）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(jié)果（熔點范圍，即始熔至全熔溫度）。記錄結(jié)果（熔點范圍，即始熔至全熔溫度）。8 要有二次以上重復的數(shù)據(jù)（通常不取平均值），第二次要用新裝要有二次以上重復的數(shù)據(jù)（通常不取平均值），第二次要用新裝樣品的熔點管，浴溫要低于熔點樣品的熔點管，

7、浴溫要低于熔點20以上才放入。以上才放入。五五 實驗流程實驗流程顯微熔點測定法顯微熔點測定法( (微量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(zhì)是在顯微鏡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(zhì)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量少(不大于不大于0.1 mg)，可觀察晶體在加熱過程中的變化情況，能測量的，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

8、蓋一片載玻片，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(diào)節(jié)反光鏡、物鏡和日鏡，使顯微鏡焦點對準樣品，開放在加熱臺上。調(diào)節(jié)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度為12min，當樣品結(jié)晶棱角開始變圓時，表示熔化已開始，結(jié)，當樣品結(jié)晶棱角開始變圓時，表示熔化已開始，結(jié)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(jié)晶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(jié)晶的失水、多晶的變化及分解。測完后停止加熱，

9、稍冷，用鑷子移走載玻的失水、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。片，將銅板蓋放在加熱臺上，可快速冷卻，以便再次測試。顯微熔點測定儀的示意圖顯微熔點測定儀的示意圖 操作要點及說明操作要點及說明1 1、熔點管本身要干凈，管壁不能太厚，封口要均勻。、熔點管本身要干凈，管壁不能太厚，封口要均勻。容容易出現(xiàn)的問題是，封口一端發(fā)生彎曲和封口端壁太厚，易出現(xiàn)的問題是，封口一端發(fā)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

10、燈，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(xù)續(xù)地加熱，封口要圓滑，以不漏氣為原則。斷斷續(xù)續(xù)地加熱，封口要圓滑，以不漏氣為原則。2 2、樣品樣品一定要一定要干燥干燥，并要研成，并要研成細粉末細粉末，往毛細管內(nèi)裝樣，往毛細管內(nèi)裝樣品時，一定要反復沖撞品時，一定要反復沖撞夯實夯實，管外樣品要用衛(wèi)生紙擦干凈。，管外樣品要用衛(wèi)生紙擦干凈。3 3、用橡皮圈將毛細管縛在溫度計旁，并使裝樣部分、用橡皮圈將毛細管縛在溫度計旁，并使裝樣部分和和溫度計水銀球處在同一水平位置溫度計水銀球處在同一水平位置，同時要使溫度計，同時要使溫度計水銀球處于水銀球處于b b形管兩側(cè)管中心部位形管兩側(cè)管中心部位。4

11、4、升溫速度不宜太快，升溫速度不宜太快，特別是當溫度將要接近該樣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（升溫時速度可稍快些（55minmin）但接近該樣品熔點）但接近該樣品熔點時，升溫速度要慢（時，升溫速度要慢（1 122minmin），對未知物熔點），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。的測定，第一次可快速升溫，測定化合物的大概熔點。 5 5、熔點溫度范圍（熔程、熔點、熔距）的觀察和記錄，、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

12、化開始的指注意觀察時，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示信號，實際的熔化開始于能看到第一滴液體時，記下第一滴液體時，記下此時的溫度此時的溫度，到，到所有晶體完全消失呈透明液體時再記下所有晶體完全消失呈透明液體時再記下這時的溫度這時的溫度，這兩個溫度即為該樣品的熔點范圍。，這兩個溫度即為該樣品的熔點范圍。6 6、熔點的測定、熔點的測定至少要有兩次重復的數(shù)據(jù)至少要有兩次重復的數(shù)據(jù)，每一次測定，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，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要等浴溫冷至其熔點以下約3030左右再進行左

13、右再進行 7 7、使用硫酸作加熱浴液（加熱介質(zhì)）要特別小心，、使用硫酸作加熱浴液（加熱介質(zhì)）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(xiàn)這種情況，可加人少許硝酸鉀礙熔點的觀察。若出現(xiàn)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，適用于測晶體共熱后使之脫色。采用濃硫酸作熱浴，適用于測熔點在熔點在220220以下的樣品。若要測熔點在以下的樣品。若要測熔點在220220以上的以上的樣品可用其它熱浴液。樣品可用其它熱浴液。8 8、測定工作結(jié)束，一定要、測定工作結(jié)束，一定要等浴液冷卻后方可將濃硫等浴液冷卻后

14、方可將濃硫酸倒回瓶中酸倒回瓶中。溫度計也要等冷卻后，用廢紙擦去硫酸。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。方可用水沖洗，否則溫度計極易炸裂。 9 9、溫度計校正、溫度計校正 測熔點時，溫度計上的熔點讀數(shù)與真實熔點之間常測熔點時，溫度計上的熔點讀數(shù)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，溫度計有一定的偏差。這可能由于以下原因，首先，溫度計的制作質(zhì)量差，如毛細孔徑不均勻，刻度不準確。其的制作質(zhì)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

15、情況下刻出來的，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。合物的熔點作為標準或選用一標準溫度計校正。 選擇數(shù)種已知熔點的純化合物為標準，測定它們選擇數(shù)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熔點差值作橫坐標，畫成曲線，即可從曲線上讀出

16、任一溫度的校正值一溫度的校正值 熔點法校正溫度計熔點法校正溫度計標準樣品標準樣品熔點（熔點（）標準樣品標準樣品熔點（熔點（）水水-冰冰0苯甲酸苯甲酸 112.4a a-萘胺萘胺50尿素尿素135二苯胺二苯胺53二苯基羥基乙酸二苯基羥基乙酸151對二氯苯對二氯苯53水楊酸水楊酸159苯甲酸芐酯苯甲酸芐酯71對苯二酚對苯二酚173174萘萘80.553,5-二硝基苯甲酸二硝基苯甲酸205間二硝基苯間二硝基苯90.02蒽蒽216.2216.4二苯乙二酮二苯乙二酮9596酚酞酚酞262263乙酰苯胺乙酰苯胺114.3蒽醌蒽醌286（升華）（升華）六、注意事項六、注意事項 1 1、熔點管必須潔凈。如含有

17、灰塵等，能產(chǎn)生、熔點管必須潔凈。如含有灰塵等，能產(chǎn)生4 41010O OC C的的誤差。誤差。 2 2、熔點管底未封好會產(chǎn)生漏管。、熔點管底未封好會產(chǎn)生漏管。 3 3、樣品粉碎要細，填裝要實，否則產(chǎn)生空隙，不易傳、樣品粉碎要細，填裝要實，否則產(chǎn)生空隙，不易傳熱，造成熔程變大。熱，造成熔程變大。 4 4、樣品不干燥或含有雜質(zhì)，會使熔點偏低，熔程變大。、樣品不干燥或含有雜質(zhì)，會使熔點偏低，熔程變大。 5 5、樣品量太少不便觀察，而且熔點偏低；太多會造成、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。熔程變大，熔點偏高。 6 6、升溫速度應慢，讓熱傳導有充分的時間。升溫速度、升溫速

18、度應慢，讓熱傳導有充分的時間。升溫速度過快，熔點偏高。過快，熔點偏高。 7、熔點管壁太厚，熱傳導時間長，會產(chǎn)生熔點偏高。、熔點管壁太厚，熱傳導時間長，會產(chǎn)生熔點偏高。 8 8、使用硫酸作加熱浴液要特別小心，不能讓有機物、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。碰到濃硫酸，否則使浴液顏色變深，有礙熔點的觀察。若出現(xiàn)這種情況，可加人少許硝酸鉀晶體共熱后使之若出現(xiàn)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，適用于測熔點在脫色。采用濃硫酸作熱浴，適用于測熔點在220220以下以下的樣品。若要測熔點在的樣品。若要測熔點在220220以

19、上的樣品可用其它熱浴以上的樣品可用其它熱浴液。液。歸納上述因素為四個：歸納上述因素為四個：（1 1）熔點管規(guī)范（包括規(guī)格、管底封閉、潔凈等）熔點管規(guī)范（包括規(guī)格、管底封閉、潔凈等）（2 2）樣品合格（包括干燥、粒度等）樣品合格（包括干燥、粒度等）（3 3）樣品填裝符合要求（量的多少、填充結(jié)實與否）樣品填裝符合要求（量的多少、填充結(jié)實與否）（4 4）升溫速度）升溫速度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？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？熔點測定過程中，為什么在接近熔點升溫的

20、速度不能快？3為什么要用新的毛細管重新裝入樣品？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(nèi)管的的溫微量法測定沸點，為什么把液體樣品中的氣泡剛要縮回內(nèi)管的的溫度作為該液體的沸點度作為該液體的沸點?七七 、思考題、思考題1 1、測熔點時，若有下列情況將產(chǎn)生什么結(jié)果？、測熔點時，若有下列情況將產(chǎn)生什么結(jié)果？（1 1）熔點管壁太厚。）熔點管壁太厚。（2 2）熔點管底部未完全封閉，尚有一針孔。）熔點管底部未完全封閉，尚有一針孔。（3 3）熔點管不潔凈。）熔點管不潔凈。（4 4）樣品未完全干燥或含有雜質(zhì)。）樣品未完全干燥或含有雜質(zhì)。（5 5）樣品研得不細或裝得不

21、緊密。）樣品研得不細或裝得不緊密。（6 6）加熱太快。）加熱太快。答答: :（1 1）管壁太厚樣品受熱不均勻，熔點測不準，熔點數(shù)）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。據(jù)易偏高，熔程大。 （2 2）熔點管底部未完全封閉有一針孔，空氣會進人，）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。很快熔化，也測不準，偏低。（3 3）熔點管不潔凈，等于樣品中有雜質(zhì)，致使測得熔點）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。偏低，熔程加大。 （4 4

22、）樣品未完全干燥，內(nèi)有水分和其它溶劑，加熱，）樣品未完全干燥，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。程加大樣品含有雜質(zhì)的話情況同上。（5 5）樣品研得不細和裝得不緊密，里面含有空隙，充滿）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。高熔程大。(6)(6)加熱太快，升溫大快，會使所測熔點數(shù)據(jù)偏高，熔程加熱太快，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(nèi)，以使固體熔化。另一方面時間讓熱量由管外傳至管內(nèi)，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(shù)和樣品的變化情因觀察者不能同時觀察溫度計所示度數(shù)