蒸馏及熔点、沸点的测定和温度计的校正

蒸馏及熔点、沸点的测定和温度计的校正目的和要求正确掌握用毛细管法测定有机化合物熔点的原理及其方法，并了解测定熔点的意义。了解怎样利用纯有机化合物的熔点来校正温度计。初步掌握常压蒸馏装置的安装及其操作。正确掌握用常量法（即蒸馏法）测定沸点的原理及其方法。基本原理1.熔点定义：熔点是固体有机化合物固液两态在大气压力下达成平衡的温度。纯净的固体有机化合物一般都有固定的熔点，固液两态之间的变化是非常敏锐的，自初熔至全熔(称为熔程)温度不超过0.5-1℃。若化合物含有杂质，会导致熔点变低，熔程变长。基本原理1.熔点化合物温度不到熔点时以固相存在，加热使温度上升，达到熔点。开始有少量液体出现，此后固液相平衡。继续加热，温度不再变化，此时加热所提供的热量使固相不断转变为液相，两相间仍为平衡，最后的固体熔化后，继续加热则温度线性上升。因此在接近熔点时，加热速度一定要慢，每分钟温度升高不能超过2℃。只有这样，才能使整个熔化过程尽可能接近于两相平衡条件，测得的熔点也越精确。基本原理2.沸点定义：沸点是液体化合物的蒸气压与外界大气压力相等时的温度。液体化合物均具有其蒸气压，且蒸气压只与外界温度有关。温度越高，蒸气压越大，当蒸气压增大到与外界压力相同时，液体内部会有大量气泡逸出，即沸腾。若大气压力有变化，那么令液体化合物的蒸气压达到一定大气压力时的温度也发生变化。即沸点随大气压力变化而变化。基本原理2.沸点水的蒸气压——温度曲线图：pt/C。50100150200101.33kPaH2O外界压力为一个标准大气压时，水的沸点为100℃。若外界压力增大，水的沸点也升高。基本原理3.蒸馏定义：将液体化合物加热至沸腾使液体变为蒸气，然后使蒸气冷却在凝结为液体的两个过程的联合。蒸馏是分离和提纯液态有机化合物最常用的重要方法之一。基本原理3.蒸馏通过蒸馏可除去不挥发性杂质及有色的杂质，分离沸点差大于30℃的液体混合物，还可以测定纯液体有机物的沸点及定性检验液体有机物的纯度。混合液体同样可能有恒定的沸点（共沸物），因此不能说具有恒定沸点的液体一定是纯净物。熔点的测定1.实验装置毛细管+b形管测定有机化合物的熔点：注意毛细管、温度计、橡皮圈的位置！熔点的测定2.注意事项毛细管的封闭：将毛细管的一端伸入酒精灯下层火焰，不断转动毛细管使其不歪斜，不留孔。装样高度：2~3mm，密实。注意使温度计水银球位于b形管上下两叉口之间。升温速度：不可太快，特别是接近熔点时需控制每分钟升温1℃左右。熔点的测定3.样品二苯胺（m.p.54-55℃）萘（m.p.80.55℃）苯甲酸（m.p.122.4℃）未知样品每个样品测两次（复测需重新装样，不可待上次样品凝固后再测）蒸馏及沸点的测定1.实验装置采用蒸馏的方法测定液体化合物的沸点：注意温度计水银球的位置！蒸馏及沸点的测定1.实验装置装置搭建顺序夹子位置蒸馏及沸点的测定2.注意事项蒸馏装置的搭建顺序：从下到上，从左至右——即先固定蒸馏瓶的位置，再依次装蒸馏头、冷凝管、蒸馏尾管及接收瓶。要做到“横看一个面，竖看一条线”。蒸馏装置不可密封。稳固牢靠妥善安装垂直平行正确使用稳妥端正蒸馏及沸点的测定2.注意事项蒸馏瓶的选用与被蒸液体的体积的有关，通常装入液体的体积应为圆底烧瓶容积的1/3~2/3。液体量过多或过少都不宜。蒸馏及沸点的测定2.注意事项冷凝水的使用：下方进水，上方出水。若被蒸馏液体沸点高于140℃可不通冷凝水。沸石的使用：蒸馏必须使用沸石，可以防止液体暴沸。一般加入2粒左右沸石即可，不可在沸腾时加入！如中途加热中断，重新加热时需加入新的沸石。加料：装置装好后，应使用长颈漏斗进行加料，漏斗下口处应低于蒸馏头支管。蒸馏及沸点的测定2.注意事项蒸馏过程需密切注意温度计温度。液体在接近沸点时蒸气增多并上升，当蒸气到达温度计水银球后，温度计温度会快速上升直达沸点；而蒸馏完毕后，温度计温度会下降，这也是某一组分液体蒸馏完成的标志。蒸馏及沸点的测定2.注意事项蒸馏时馏出液流出速度以1－2滴/s为宜。蒸馏时液体一般不用蒸干。特别是蒸馏低沸点液体（如乙醚）时更要注意不能蒸干，否则易发生意外事故。蒸馏完毕，应先停止加热，后停止通冷却水。拆卸仪器的程序和安装时相反。蒸馏及沸点的测定3.样品及数据记录样品：30mL工业酒精，采用50mL圆底烧瓶做蒸馏瓶。沸程的记录：初沸温度：第一滴样品馏出的温度。末沸温度：记录蒸馏结束前温度计显示的最高温度。由于沸点受大气压力影响很大，因此沸点的记录一般需在后面记录当前的大气压力。如水的沸点：100℃/760mmHg。思考题1.测定熔点时，若遇下列情况，将产生什么样结果？(a)熔点管壁太厚。(b)熔点管底部未完全封闭，尚有一针孔。(c)熔点管不洁净。(d)样品未完全干燥或含有杂质。(e)样品研得不细或装得不紧密。(f)加热太快。2.蒸馏时加入沸石的作用是什么？如果蒸馏时忘记加沸石，应该如何处理？当重新蒸馏时，用过的沸石能否继续使用？