实验一--熔点、沸点的测定

实验一熔点、沸点的测定一、实验目的1．掌握测定有机化合物熔点和沸点的操作方法。2．了解熔点测定和沸点测定的意义。二、实验原理（一）熔点测定1.熔点：在大气压下，固体化合物加热到由固态转变为液态，并且固、液两相处于平衡时的温度就是该化合物的熔点。2.熔距：被加热的纯固体化合物从始熔至全熔的温度变化范围为熔距（或熔点范围或熔程）。3.纯固体化合物熔距不超过0.5～1℃，若含有杂质时，则其熔点比纯固体化合物的熔点低，且熔距变宽。4.应用：利用此性质，可通过熔点测定所得数据，推断被测物质为何种化合物，也可以初步判断被测物质的纯度。例如：A和B两种物质的熔点是相同的，可用混合熔点法检验A和B是否为同一种物质。若A和B不为同一物质，其混合物的熔点比各自的熔点降低很多，且熔距增大。5.纯粹的有机化合物有固定而又敏锐的熔点.曲线SM表示物质固相的蒸气压与温度的关系，曲线ML表示液相的蒸气压与温度的关系，曲线SM的变化速率(即固相蒸气压随温度的变化速率)大于曲线LM的变化速率，两曲线相交于M点，此时固液两相蒸气压相等，且固液两相平衡共存，这时的温度(T)为该物质的熔点。加热纯固体化合物的过程中，有一段时间温度不变，即固体开始熔化直至固体全部转化为液体时，固体全部转化为液体之后继续加热温度就会线性上升。以上说明纯粹的有机化合物有固定而又敏锐的熔点，同时要想精确测定熔点，则在接近熔点时升温的速度不能太快，必须严格控制加热速度，以每分钟升高1～2℃为宜。固体液体固体和液体温度熔点时间固体熔化相随着时间和温度而变化图2测定熔点的方法有毛细管熔点测定法和显微熔点测定法，一般实验室常用的方法是毛细管熔点测定法。现在还可用数字熔点仪测定熔点。（二）沸点1.沸点：当液态物质受热时，液体的饱和蒸气压增大，待蒸气压增大到和大气压或所给压力相等时，液体沸腾，此时的温度即为液体的沸点。2.每种纯液态有机化合物在一定压力下具有固定的沸点。3.通常用蒸馏或分馏的方法来测定液体的沸点，称为常量法；但若仅有少量试样时，则用微量法测定可以得到满意的结果。三、实验步骤（一）毛细管法测定熔点1．样品的填装：将毛细管的一端封口，把待测物研成粉末，将毛细管未封口的一端插入粉末中，使粉末进入毛细管，再将其开口向上的从大玻璃管中滑落，使粉末进入毛细管的底部。重复以上操作，直至有2～3mm粉末紧密装于毛细管底部。2.仪器的安装•将提勒(Thiele)管(又叫b形管或熔点测定管)夹在铁架台上，装入浴液，使液面高度达到提勒管上侧管时即可。•温度计水银球恰好在提勒管的两侧管中部为宜5。•温度计水银球恰好在提勒管的两支管中部为宜6。•用橡皮圈将毛细管紧附在温度计上，样品部分应靠在温度计水银球的中部7。3．测定熔点•粗测：以每分钟约5℃的速度升温，记录当管内样品开始塌落即有液相产生时(始熔)和样品刚好全部变成澄清液体时(全熔)的温度，此读数为该化合物的熔程。•待热浴的温度下降大约30℃时，换一根样品管，再作精确测定。•精测开始升温可稍快(每分钟上升约10℃)，待热浴温度离粗测熔点约15℃时，改用小火加热(或将酒精灯稍微离开Thiele管一些)，使温度缓缓而均匀上升(每分钟上升1一2℃)。当接近熔点时，加热速度要更慢，每分钟上升0.2～0.3℃。记录刚有小滴液体出现和样品恰好完全熔融时的两个温度读数。这两者的温度范围即为被测样品的熔程。初熔终熔•重复测熔点时都必须用新的熔点管重新装样品。4.实验内容测定萘、苯甲酸苯酯及混合物的熔点。毛细管熔点测定法数据记录：测定内容样品粗测(℃)精测(℃)熔点距(℃)初熔全熔初熔全熔苯甲酸苯酯萘苯甲酸苯酯和萘的混合物标准样品熔点（℃）标准样品熔点（℃）水－冰0苯甲酸122.4α－萘胺50尿素132.7二苯胺54～55二苯基羟基乙酸151对二氯苯53.1水杨酸159苯甲酸苯酯71对苯二酚173~174萘80.553,5－二硝基苯甲酸205间二硝基苯90.02蒽216.2~216.4二苯乙二酮95~96酚酞262~263乙酰苯胺114.3表1一些标准样品的熔点（二）微量法测定沸点1.仪器安装•置2～4滴无水乙醇于沸点管中，再在管中放入上端封闭的毛细管；将此沸点管用小橡皮圈固定于温度计旁，使沸点管中液体试样部位与温度计水银球位置平齐。•把温度计放入提勒管中，放入的位置与测定熔点装置相同。•将热浴慢慢加热，使温度均匀上升，当毛细管中气泡呈一连串逸出时，停止加热，让热浴慢慢冷却，气泡逸出速度也渐渐减慢；当气泡停止逸出，液体开始进入毛细管时，即最后一个气泡刚欲缩回至毛细管内时，记录下此刻的温度，即为该试样的沸点。微量法测沸点（1）刚开始加热一段时间，毛细管内少量空气受热膨胀，P空气P0，逐渐放出气泡；（2）随着加热进行，液浴温度升高，乙醇蒸气压增大，Px＝P0，乙醇沸腾，间断有气泡放出；当PxP0时，放出大量连续的气泡；（3）停止加热，液浴温度下降，Px减小，放出气泡速度变慢；（4）当Px＝P0时，此时放出的气泡在毛细管口预进预出，这时对应的温度即为乙醇的沸点。沸点测定数据记录：测定内容样品微量法第一次(℃)第二次(℃)平均值(℃)无水乙醇注意：温度计读数——最小刻度值后面估读一位。【数字熔点仪测定熔点】（示教）1．规格及主要技术参数•熔点测定范围室温~300℃•“起始温度”设定速率50℃-300℃不大于3min300℃一50℃不大于5min•数字温度显示最小读数0.1℃•线性升温速率℃／min0.2、0.5、1、1.5、2、3、4、5八档•测定熔点的精度小于200℃范围内：±0.5℃200℃~300℃范围内：±0.8℃2.工作原理仪器的工作原理基于如下事实：物质在结晶状态时反射光线，在熔融状态时透射光线。因此，物质在熔化过程中随着温度的升高会产生透光度的跃变。本仪器采用光电方式自动检测熔化曲线的变化。•A点所对应的温度ta称为初熔点。•B点所对应的温度出称为终熔点(或全熔点)。•tb-ta称为熔距(即熔化间隔或熔化范围)。仪器的原理图3.操作步骤（常规点测定）（1）升温控制开关板至外侧，开启电源开关，稳定20分钟，此时，保温灯、初熔灯亮、电表偏向右方，初始温度为50℃左右。（2）通过拨盘设定起始温度，通过起始温度按钮，输入此温度，此时预置灯亮。（3）选择升温速率一将波段开关板至需要位置。（4）当预置灯熄灭时，起始温度设定完毕，可插入样品毛细管。此时电表基本指零，初熔灯熄灭。（5）调零，使电表完全指零。（6）按动升温钮，升温指标灯亮。（7）数分钟后，初熔灯先闪亮，然后出现终熔读数显示，欲知初熔读数按初熔钮即得。