實驗二 熔點測定及溫度計校正

PAGEPAGE4實驗二熔點的測定和溫度計的校正一、實驗目的1、了解熔點測定的意義；2、掌握熔點測定的操作方法；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。二、實驗原理1、熔點熔點是固體有機化合物固液兩態(tài)在大氣壓力下達成平衡的溫度，純凈的固體有機化合物一般都有固定的熔點，固液兩態(tài)之間的變化是非常敏銳的，自初熔至全熔(稱為熔程)溫度不超過0.5~1℃加熱純有機化合物，當溫度接近其熔點范圍時，升溫速度隨時間變化約為恒定值，此時用加熱時間對溫度作圖(如圖1)。圖1相隨時間和溫度的變化圖2物質(zhì)蒸氣壓隨溫度變化曲線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)，而后固液相平衡。繼續(xù)加熱，溫度不再變化，此時加熱所提供的熱量使固相不斷轉(zhuǎn)變?yōu)橐合啵瑑上嚅g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。當含雜質(zhì)時（假定兩者不形成固溶體），根據(jù)拉烏耳定律可知，在一定的壓力和溫度條件下，在溶劑中增加溶質(zhì)，導致溶劑蒸氣分壓降低（圖2中M′L′），固液兩相交點M′即代表含有雜質(zhì)化合物達到熔點時的固液相平衡共存點，TM′為含雜質(zhì)時的熔點，顯然，此時的熔點較純粹者低。2、混合熔點在鑒定某未知物時，如測得其熔點和某已知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，若熔點仍不變，才能認為它們?yōu)橥晃镔|(zhì)。若混合物熔點降低，熔程增大，則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。多數(shù)有機物的熔點都在400℃三、藥品和儀器藥品：濃硫酸苯甲酸乙酰苯胺萘未知物儀器：溫度計B型管(Thiele管)四、實驗操作1、樣品的裝入將少許樣品放于干凈表面皿上，用玻璃棒將其研細并集成一堆。把毛細管開口一端垂直插人堆集的樣品中，使一些樣品進入管內(nèi)，然后，把該毛細管垂直桌面輕輕上下振動，使樣品進人管底，再用力在桌面上下振動，盡量使樣品裝得緊密?；?qū)⒀b有樣品，管口向上的毛細管，放入長約50~60cm垂直桌面的玻璃管中，管下可墊一表面皿，使之從高處落于表面皿上，如此反復幾次后，可把樣品裝實，樣品高度2~32、測熔點按圖搭好裝置，放入加熱液（濃硫酸），用溫度計水銀球蘸取少量加熱液，小心地將熔點管粘附于水銀球壁上，或剪取一小段橡皮圈套在溫度計和熔點管的上部（如下圖）。將粘附有熔點管的溫度計小心地插入加熱浴中，以小火在圖示部位加熱。開始時升溫速度可以快些，當傳熱液溫度距離該化合物熔點約10~15℃時，調(diào)整火焰使每分鐘上升約1~2℃，愈接近熔點，升溫速度應愈緩慢，每分鐘約0.2~0.3℃。為了保證有充分時間讓熱量由管外傳至毛細管內(nèi)使固體熔化，升溫速度是準確測定熔點的關(guān)鍵；另一方面，觀察者不可能同時觀察溫度計所示讀數(shù)和試祥的變化情況，只有緩慢加熱才可使此項誤差減小。記下試樣開始塌落并有液相產(chǎn)生時(初熔)和固體完全消失時(熔點測定，至少要有兩次的重復數(shù)據(jù)。每一次測定必須用新的熔點管另裝試樣，不得將已測過熔點的熔點管冷卻，使其中試樣固化后再做第二次測定。因為有時某些化合物部分分解，有些經(jīng)加熱會轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂胁煌埸c的其他結(jié)晶形式。如果測定未知物的熔點，應先對試祥粗測一次，加熱可以稍快，知道大致的熔距．待浴溫冷至熔點以下30℃熔點測定后，溫度計的讀數(shù)須對照校正圖進行校正。一定要等熔點浴冷卻后，方可將硫酸(或液體石蠟)倒回瓶中。溫度汁冷卻后，用紙擦去硫酸方可用水沖洗，以免硫酸遏水發(fā)熱溫度計水銀球破裂。3、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。選擇數(shù)種已知熔點的純化合物為標推，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。常用標準樣品（表1）五、實驗注意事項熔點管必須潔凈。如含有灰塵等，能產(chǎn)生4~10℃的誤差。熔點管底未封好會產(chǎn)生漏管。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。樣品不干燥或含有雜質(zhì)，會使熔點偏低，熔程變大。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。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。熔點管壁太厚，熱傳導時間長，會產(chǎn)生熔點偏高。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(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220℃以下的樣品。若要測熔點在220歸納上述因素為四個：（1）熔點管規(guī)范（包括規(guī)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(jié)實與