熔点的测定

2020年5月2日河南师范大学生命科学学院实验教学中心有机化学2020年5月2日1.掌握测定有机化合物熔点的操作方法。2.了解熔点测定的意义。一、实验目的2020年5月2日二、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。2020年5月2日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。2020年5月2日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。2020年5月2日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22020年5月2日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。2020年5月2日三、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。2020年5月2日2、装置图开口塞b形管石蜡油浴橡皮圈熔点管样品温度计2020年5月2日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。2020年5月2日•精测•开始升温可稍快(每分钟约升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。2020年5月2日•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•测定苯甲酸的熔点。2020年5月2日四、注意事项1、熔点管必须洁净。如含有灰尘等，能产生4—10OC的误差。2、熔点管底未封好会产生漏管。3、样品粉碎要细，填装要实，否则产生空隙，不易传热，造成熔程变大。4、样品不干燥或含有杂质，会使熔点偏低，熔程变大。5、样品量太少不便观察，而且熔点偏低；太多会造成熔程变大，熔点偏高。6、升温速度应慢，让热传导有充分的时间。升温速度过快，熔点偏高。7、熔点管壁太厚，热传导时间长，会产生熔点偏高。2020年5月2日水银温度计是实验室最常用的测温仪器之一。测定时往往由于温度计的误差，影响到实验的可靠性，甚至得出错误的结论，所以必须力求准确。但在测定熔点时，实测熔点与标准熔点（文献值）之间相差1～2℃是常有的事，当然原因是多方面的，而温度计的偏差是一个重要因素。如温度计中的毛细管孔径不均匀，有时刻度不够精确。其次温度计刻度划分有全浸式和半浸式两种。全浸式的刻度是在温度计的汞线全部均匀受热的情况下刻出来的，而在测熔点时仅有部分汞线变热，而浴液上露出来的汞线温度，由于玻璃和水银的膨胀较小，较全部受热时低。另外长期使用过的温度计，玻璃也可能发生形变而使刻度不准。温度计的校正2020年5月2日(1)以纯的有机化合物的熔点为标准选择数种已知熔点的纯有机物，用该温度计测定它们的熔点，以实测的熔点温度作纵坐标，实测熔点与已知物熔点的差值为横坐标，画出校正曲线图。这样凡是用这支温度计测得的温度均可由曲线上找到校正数值。常用的校正温度计的标准化合物有：冰-水（0℃）、二苯胺（53℃）、苯甲酸（122℃）。(2)与标准温度计比较将标准温度计与待校正的温度计平行放在热浴中，缓慢均匀加热，每隔5℃分别记下两支温度计的读数，标出偏差量Δt，Δt＝待校正温度计的温度-标准温度计的温度，然后以待校正的温度计的温度作纵坐标，Δt为横坐标，画出校正曲线以供校正用。温度计刻度的校正方法2020年5月2日温度计刻度校正曲线2020年5月2日测量温度理论温度y=mx+bTfTbTboTfo温度计校正直线y:真实温度(当时压力下的真实温度)x:温度计读数m、k:常数••2020年5月2日