熔点测定及温度计的校正

实验二熔点测定及温度计的校正

Experiment 2 Melting point determination and thermometer calibration

计划学时：4学时

[教学目的]

1、了解熔点测定的基本原理及应用。

2、掌握熔点的测定方法和温度计的校正方法。

[教学要求]

1、了解熔点测定的意义

2、掌握测定熔点的操作

3、测量一个纯样品，一个混合样品的熔点

[教学方法]讲述、指导

[教学内容]

一、实验原理

晶体化合物的固液两态在一个大气压力下成平衡时的温度称为该化合物的熔点。纯粹的固体有机化合物一般都有固定的熔点，即在一定的压力下，固液两态之间的变化是非常敏锐的，自初熔至全熔（熔点范围称为熔程），温度不超过0.5—1o C。如果该物质含有杂质，则其熔点往往较纯粹者为低，且熔程较长。故测定熔点对于鉴定纯粹有机物和定性判断固体化合物的纯度具有很大的价值。

蒸气压

（1）（2）

蒸气压

（3）

物质的温度与蒸气压曲线图

T M

蒸气压

T M

T M1

(4)杂质的影响

1

注：图（1）表示该物质固体的蒸气压随温度升高而增大的曲线；图（2）表示该物质液体的蒸气压随温度升高而增大的曲线；图（3）表示（1）与（2）的加合，由于固相的蒸气压随温度变化的速率较相应的液相大，最后两曲线相交于M处（只能在此温度时），此时固液两相同时并存，它所对应的温度T M即为该物质的熔点。

根据拉乌耳(Raoult)定律，如上图（4）所示，当含有非挥发性杂质时，液体的蒸气压降低。一般，此时的液相蒸气压随温度变化的曲线（图中M1L’1），在纯化合物之下，固-液相在M1点达平衡，熔点降低，杂质越多，化合物熔点越低。

[问]：

1.如果我们想对一个固体有机化合物的纯度进行初步检测，可以用什么方法？

解：测熔点。此方法在天然产物的分离中得到广泛应用。

2.熔点测定过程中，为什么在接近熔点升温的速度不能快？

解：这个问题的解答从分析物质的蒸汽压和温度的关系曲线入手（图3）

如图中点M即为该物质的熔点，一旦温度超过M，只要有足够的时间，固体就可以全部转化为液体，这就是纯粹的有机化合物有敏锐熔点的原因。因此，在测定熔点过程中，当温度接近熔点时，加热速度一定要慢。只有这样，才能使熔化过程近似于相平衡条件，精确测得熔点。

二、实验操作

1、实验装置特点：（见黑板）

（1）选用切口塞，与大气相通，防止爆炸

（2）温度计水银球位置：处在两侧管中间，真实反映液体温度

（3）热载体浓硫酸的高度以液面刚没过侧管顶部即可，因为加热后液体体积会膨胀，不可装太满

（4）加热位置：酒精灯放在侧管处。（由于体勒管本身特点，液体易形成对流，省去人工搅拌）

（5）毛细管上端应高出浓硫酸液面

2、装样注意问题：

（1）样品粉末要研细，装样时要迅速，以防止吸潮

（2）填装结实，不应留有空隙

（3）填装高度2—3mm，需反复少量多次

（4）熔点管外的样品粉末要擦干净，以免污染热浴液体

3、熔点的测定

样品：苯甲酸、乙酰苯胺（未知样）

粗测：快速加热5℃/min，测定大概熔点温度。（此法在未知物测定中特别有用）

精测：待热溶温度下降至熔点下30℃后，减慢加热速度后，换新的样品管，慢慢加热5℃/min,距熔点10℃

时，减慢加热速度为1-2℃/min。

[问]为什么要用新的毛细管重新状如样品？

解：这是因为有些物质在测定熔点时可能发生了部分分解或变成了具有不同熔点的其他结晶形式。

现象纪录：初熔：晶体开始塌落有湿润现象，出现小滴液体，记下温度值T初熔。

全熔：固体样品消失成为透明液体，记下温度值T全熔。

样品的熔点纪录为：T初熔-T全熔，绝不可能纪录这两个温度的平均值。

注意：纯化合物的初熔至全熔过程一般很短，有时只能读到一个数。

4、熔点测定仪测定熔点p27

5、介绍温度计校正操作方法

三、熔点测定可能产生误差的因素

1、熔点管不洁净。如含有灰尘等，能产生4—10O C的误差。

例如，熔点管内壁含有碱性物质，能催化醛或酮的羟醛缩合，或使糖类及其衍生物发生变旋作用，而使熔点降低，熔程增大；故熔点管必须洁净。

2、熔点管底未封好而产生漏管。检查是否为漏管，不能用吹气的方法，否则会使熔点管内产生水蒸气及其它杂质。检查的方法为：当装好样品的毛细管浸入浴液后，发现样品变黄或管底渗入液体，说明为漏管，应弃去，另换一根。

3、样品粉碎不够细。填装不结实，产生空隙，则不易传热，造成熔程变大。

4、样品不干燥或含有杂质。根据拉乌耳（Raoult）定律，会使熔点偏低，熔程变大。

5、样品量的多少也会影响。太少不便观察，产生熔点偏低；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。

归纳上述因素测定熔点时应注意意下四个方面：

（1）熔点管规范（包括规格、管底封闭、洁净等）

（2）样品合格（包括干燥、粒度等）

（3）样品填装符合要求（量的多少、填充结实与否）

（4）升温速度

作业题：

1、验报告

2、三个瓶子中分别装有A，B，C三种白色结晶的有机固体，每一种都在149—150℃熔化。一种50:50的A与B的混合物在130—139℃熔化；一种50:50的B与C的混合物在什么样的温度范围内熔化呢？你能说