熔點(diǎn)的測(cè)定和溫計(jì)校正PPT課件

1、主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、實(shí)一、實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 目目 的的二、實(shí)二、實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 原原 理理三、儀三、儀 器器 藥藥 品品 四、實(shí)四、實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 裝裝 置置五、實(shí)五、實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 流流 程程六、注六、注 意意 事事 項(xiàng)項(xiàng)七、思七、思 考考 題題第1頁(yè)/共27頁(yè)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解熔點(diǎn)測(cè)定的意義，掌握測(cè)定熔點(diǎn)的操作。（2）測(cè)定有機(jī)化合物的熔點(diǎn)，判斷化合物的純度。（3）了解利用對(duì)純粹有機(jī)化合物的熔點(diǎn)測(cè)定校正溫度計(jì)的方法。第2頁(yè)/共27頁(yè) 二、二、 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 晶體化合物的固液兩態(tài)在一個(gè)大氣壓力下成平衡時(shí)的溫度稱為該化合物的熔點(diǎn)。純粹的固體有機(jī)化合物一般都有固定的熔點(diǎn)，即在一定的壓力下，固液兩態(tài)之間的

2、變化是非常敏銳的，自初熔至全熔（熔點(diǎn)范圍稱為熔程），溫度不超過(guò)0.51。如果該物質(zhì)含有雜質(zhì)，則其熔點(diǎn)往往較純粹者為低，且熔程較長(zhǎng)。故測(cè)定熔點(diǎn)對(duì)于鑒定純粹有機(jī)物和定性判斷固體化合物的純度具有很大的價(jià)值。1、熔點(diǎn)第3頁(yè)/共27頁(yè)s溫度蒸氣壓M固體（1）溫度蒸氣壓M液體（2）s溫度蒸氣壓M固液（3）LLLL熔點(diǎn)物質(zhì)的溫度與蒸氣壓曲線圖TMs溫度蒸氣壓M固液LL熔點(diǎn)TMTM1(4)雜質(zhì)的影響M1L1物質(zhì)蒸氣壓隨溫度變化曲線 第4頁(yè)/共27頁(yè)圖2 2 相隨時(shí)間和溫度的變化 第5頁(yè)/共27頁(yè) 化合物溫度不到熔點(diǎn)時(shí)以固相存在，加熱使溫度上升，達(dá)到熔點(diǎn)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，

3、此時(shí)加熱所提供的熱量使固相不斷轉(zhuǎn)變?yōu)橐合?，兩相間仍為平衡，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(diǎn)時(shí)，加熱速度一定要慢，每分鐘溫度升高不能超過(guò)22，只有這樣，才能使整個(gè)熔化過(guò)程盡可能接近于兩相平衡條件，測(cè)得的熔點(diǎn)也越精確。 第6頁(yè)/共27頁(yè)三、儀器與藥品三、儀器與藥品 儀器：毛細(xì)管，測(cè)熔管，沸點(diǎn)管。 試劑：肉桂酸，未知固體化合物。第7頁(yè)/共27頁(yè)四、實(shí)驗(yàn)裝置 毛細(xì)管熔點(diǎn)測(cè)定裝置：熱浴、溫度計(jì)、熔點(diǎn)管裝配而成。第8頁(yè)/共27頁(yè) 1 樣品的干燥和研磨2 裝樣（把兩頭封閉長(zhǎng)度約1012cm的熔點(diǎn)管中間割裂，開口的一端插入樣品粉末中，裝樣約高34mm，倒轉(zhuǎn)填緊后，樣高23mm）3 把裝

4、樣品的毛細(xì)管附于溫度計(jì)上（樣品部分在水銀球中部）4 放入熱浴（溫度計(jì)水銀球在熱浴中部，水銀球不能碰瓶底也不能離開熱浴液面）5 加熱、控溫（開始升溫可快，接近熔點(diǎn)10時(shí)，控制升溫速度12/min6 觀察熔點(diǎn)（始熔：固體收縮，當(dāng)樣品開始塌落并出現(xiàn)液相時(shí)，即為始熔；全熔：固體完全消失而成透明的液體時(shí)，即為全熔）7 記錄結(jié)果（熔點(diǎn)范圍，即始熔至全熔溫度）。8 要有二次以上重復(fù)的數(shù)據(jù)（通常不取平均值），第二次要用新裝樣品的熔點(diǎn)管，浴溫要低于熔點(diǎn)20以上才放入。五 實(shí)驗(yàn)流程第9頁(yè)/共27頁(yè)顯微熔點(diǎn)測(cè)定法顯微熔點(diǎn)測(cè)定法( (微量熔點(diǎn)測(cè)定法微量熔點(diǎn)測(cè)定法) )用顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀或精密顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀測(cè)定熔點(diǎn)，其實(shí)

5、質(zhì)是在顯微鏡下觀察熔化過(guò)程。顯微熔點(diǎn)儀的儀器型號(hào)較多，但共同特點(diǎn)是使用樣品量少(不大于0.1 mg)，可觀察晶體在加熱過(guò)程中的變化情況，能測(cè)量的樣品熔點(diǎn)范圍為室溫至300。具體操作如下：在干凈且干燥的載玻片上放微量晶粒并蓋一片載玻片，放在加熱臺(tái)上。調(diào)節(jié)反光鏡、物鏡和日鏡，使顯微鏡焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)樣品，開啟加熱器，先快速后慢速加熱，溫度欲升至熔點(diǎn)時(shí)，控制溫度上升的速度為12min，當(dāng)樣品結(jié)晶棱角開始變圓時(shí)，表示熔化已開始，結(jié)晶形狀完全消失表示已完全熔化?？梢钥吹綐悠纷兓娜^(guò)程。如結(jié)晶的失水、多晶的變化及分解。測(cè)完后停止加熱，稍冷，用鑷子移走載玻片，將銅板蓋放在加熱臺(tái)上，可快速冷卻，以便再次測(cè)試。第10

6、頁(yè)/共27頁(yè)顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀的示意圖顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀的示意圖 第11頁(yè)/共27頁(yè)操作要點(diǎn)及說(shuō)明1 1、熔點(diǎn)管本身要干凈，管壁不能太厚，封口要均勻。容易出現(xiàn)的問(wèn)題是，封口一端發(fā)生彎曲和封口端壁太厚，所以在毛細(xì)管封口時(shí)，一端在火焰上加熱時(shí)要盡量讓毛細(xì)管接近垂直方向，火焰溫度不宜太高，最好用酒精燈，斷斷續(xù)續(xù)地加熱，封口要圓滑，以不漏氣為原則。2 2、樣品一定要干燥，并要研成細(xì)粉末，往毛細(xì)管內(nèi)裝樣品時(shí)，一定要反復(fù)沖撞夯實(shí)，管外樣品要用衛(wèi)生紙擦干凈。第12頁(yè)/共27頁(yè)3 3、用橡皮圈將毛細(xì)管縛在溫度計(jì)旁，并使裝樣部分和溫度計(jì)水銀球處在同一水平位置，同時(shí)要使溫度計(jì)水銀球處于b b形管兩側(cè)管中心部位。4 4、升

7、溫速度不宜太快，特別是當(dāng)溫度將要接近該樣品的熔點(diǎn)時(shí)，升溫速度更不能快。一般情況是，開始升溫時(shí)速度可稍快些（55minmin）但接近該樣品熔點(diǎn)時(shí)，升溫速度要慢（1 122minmin），對(duì)未知物熔點(diǎn)的測(cè)定，第一次可快速升溫，測(cè)定化合物的大概熔點(diǎn)。 第13頁(yè)/共27頁(yè)5 5、熔點(diǎn)溫度范圍（熔程、熔點(diǎn)、熔距）的觀察和記錄，注意觀察時(shí)，樣品開始萎縮（蹋落）并非熔化開始的指示信號(hào)，實(shí)際的熔化開始于能看到第一滴液體時(shí)，記下此時(shí)的溫度，到所有晶體完全消失呈透明液體時(shí)再記下這時(shí)的溫度，這兩個(gè)溫度即為該樣品的熔點(diǎn)范圍。6 6、熔點(diǎn)的測(cè)定至少要有兩次重復(fù)的數(shù)據(jù)，每一次測(cè)定都必須用新的熔點(diǎn)管，裝新樣品。進(jìn)行第二次測(cè)

8、定時(shí)，要等浴溫冷至其熔點(diǎn)以下約3030左右再進(jìn)行 第14頁(yè)/共27頁(yè)7 7、使用硫酸作加熱浴液（加熱介質(zhì)）要特別小心，不能讓有機(jī)物碰到濃硫酸，否則使溶液顏色變深，有礙熔點(diǎn)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(cè)熔點(diǎn)在220220以下的樣品。若要測(cè)熔點(diǎn)在220220以上的樣品可用其它熱浴液。8 8、測(cè)定工作結(jié)束，一定要等浴液冷卻后方可將濃硫酸倒回瓶中。溫度計(jì)也要等冷卻后，用廢紙擦去硫酸方可用水沖洗，否則溫度計(jì)極易炸裂。 第15頁(yè)/共27頁(yè)9 9、溫度計(jì)校正 測(cè)熔點(diǎn)時(shí)，溫度計(jì)上的熔點(diǎn)讀數(shù)與真實(shí)熔點(diǎn)之間常有一定的偏差。這可能由于以下原因，首先，溫度計(jì)的制

9、作質(zhì)量差，如毛細(xì)孔徑不均勻，刻度不準(zhǔn)確。其次，溫度計(jì)有全浸式和半浸式兩種，全浸式溫度計(jì)的刻度是在溫度計(jì)汞線全部均勻受熱的情況下刻出來(lái)的，而測(cè)熔點(diǎn)時(shí)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(jì)，可選用純有機(jī)化合物的熔點(diǎn)作為標(biāo)準(zhǔn)或選用一標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)校正。第16頁(yè)/共27頁(yè) 選擇數(shù)種已知熔點(diǎn)的純化合物為標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定它們的熔點(diǎn)，以觀察到的熔點(diǎn)作縱坐標(biāo)，測(cè)得熔點(diǎn)與已知熔點(diǎn)差值作橫坐標(biāo)，畫成曲線，即可從曲線上讀出任一溫度的校正值 第17頁(yè)/共27頁(yè)熔點(diǎn)法校正溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)樣品熔點(diǎn)（熔點(diǎn)（）標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)樣品熔點(diǎn)（熔點(diǎn)（）水水-冰冰0苯甲酸苯甲酸 112.4a a-萘胺萘胺50尿素尿素1

10、35二苯胺二苯胺53二苯基羥基乙酸二苯基羥基乙酸151對(duì)二氯苯對(duì)二氯苯53水楊酸水楊酸159苯甲酸芐酯苯甲酸芐酯71對(duì)苯二酚對(duì)苯二酚173174萘萘80.553,5-二硝基苯甲酸二硝基苯甲酸205間二硝基苯間二硝基苯90.02蒽蒽216.2216.4二苯乙二酮二苯乙二酮9596酚酞酚酞262263乙酰苯胺乙酰苯胺114.3蒽醌蒽醌286（升華）（升華）第18頁(yè)/共27頁(yè)六、注意事項(xiàng) 1 1、熔點(diǎn)管必須潔凈。如含有灰塵等，能產(chǎn)生4 41010O OC C的誤差。 2 2、熔點(diǎn)管底未封好會(huì)產(chǎn)生漏管。 3 3、樣品粉碎要細(xì)，填裝要實(shí)，否則產(chǎn)生空隙，不易傳熱，造成熔程變大。 4 4、樣品不干燥或含有雜

11、質(zhì)，會(huì)使熔點(diǎn)偏低，熔程變大。 5 5、樣品量太少不便觀察，而且熔點(diǎn)偏低；太多會(huì)造成熔程變大，熔點(diǎn)偏高。 6 6、升溫速度應(yīng)慢，讓熱傳導(dǎo)有充分的時(shí)間。升溫速度過(guò)快，熔點(diǎn)偏高。 7、熔點(diǎn)管壁太厚，熱傳導(dǎo)時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生熔點(diǎn)偏高。 第19頁(yè)/共27頁(yè) 8 8、使用硫酸作加熱浴液要特別小心，不能讓有機(jī)物碰到濃硫酸，否則使浴液顏色變深，有礙熔點(diǎn)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(cè)熔點(diǎn)在220220以下的樣品。若要測(cè)熔點(diǎn)在220220以上的樣品可用其它熱浴液。歸納上述因素為四個(gè)：（1 1）熔點(diǎn)管規(guī)范（包括規(guī)格、管底封閉、潔凈等）（2 2）樣品合格（包括干燥、

12、粒度等）（3 3）樣品填裝符合要求（量的多少、填充結(jié)實(shí)與否）（4 4）升溫速度第20頁(yè)/共27頁(yè)1. 如果我們想對(duì)一個(gè)固體有機(jī)化合物的純度進(jìn)行初步檢測(cè)，可以用什么方法？2. 熔點(diǎn)測(cè)定過(guò)程中，為什么在接近熔點(diǎn)升溫的速度不能快？3為什么要用新的毛細(xì)管重新裝入樣品？4微量法測(cè)定沸點(diǎn)，為什么把液體樣品中的氣泡剛要縮回內(nèi)管的的溫度作為該液體的沸點(diǎn)?七七 、思考題、思考題第21頁(yè)/共27頁(yè)1 1、測(cè)熔點(diǎn)時(shí)，若有下列情況將產(chǎn)生什么結(jié)果？（1 1）熔點(diǎn)管壁太厚。（2 2）熔點(diǎn)管底部未完全封閉，尚有一針孔。（3 3）熔點(diǎn)管不潔凈。（4 4）樣品未完全干燥或含有雜質(zhì)。（5 5）樣品研得不細(xì)或裝得不緊密。（6 6）

13、加熱太快。第22頁(yè)/共27頁(yè)答: :（1 1）管壁太厚樣品受熱不均勻，熔點(diǎn)測(cè)不準(zhǔn)，熔點(diǎn)數(shù)據(jù)易偏高，熔程大。 （2 2）熔點(diǎn)管底部未完全封閉有一針孔，空氣會(huì)進(jìn)人，加熱時(shí)，可看到有氣泡從溶液中跑出接著溶液進(jìn)人，結(jié)晶很快熔化，也測(cè)不準(zhǔn)，偏低。（3 3）熔點(diǎn)管不潔凈，等于樣品中有雜質(zhì)，致使測(cè)得熔點(diǎn)偏低，熔程加大。 （4 4）樣品未完全干燥，內(nèi)有水分和其它溶劑，加熱，溶劑氣化，使樣品松動(dòng)熔化，也使所測(cè)熔點(diǎn)數(shù)據(jù)偏低，熔程加大樣品含有雜質(zhì)的話情況同上。第23頁(yè)/共27頁(yè)（5 5）樣品研得不細(xì)和裝得不緊密，里面含有空隙，充滿空氣，而空氣導(dǎo)熱系數(shù)小傳熱慢，會(huì)使所測(cè)熔點(diǎn)數(shù)據(jù)偏高熔程大。(6)(6)加熱太快，升溫大

14、快，會(huì)使所測(cè)熔點(diǎn)數(shù)據(jù)偏高，熔程大，所以加熱不能太快。這一方面是為了保證有充分的時(shí)間讓熱量由管外傳至管內(nèi)，以使固體熔化。另一方面因觀察者不能同時(shí)觀察溫度計(jì)所示度數(shù)和樣品的變化情況，只有緩慢加熱才能使此項(xiàng)誤差變小。第24頁(yè)/共27頁(yè)2 2、是否可以使用第一次測(cè)過(guò)熔點(diǎn)時(shí)已經(jīng)熔化的有機(jī)化合物再作第二次測(cè)定呢？為什么？ 答：不可以，這是因?yàn)榈谝淮螠y(cè)過(guò)熔點(diǎn)后，有時(shí)有些物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生部分分解，有些會(huì)轉(zhuǎn)變成具有不同熔點(diǎn)的其它結(jié)晶形式3 3、測(cè)定熔點(diǎn)使用的熔點(diǎn)管( (裝試樣的毛細(xì)管) )一般外徑為 ，長(zhǎng)約 ；裝試樣的高度約為 ，要裝得 和 。 答：11.2 mm11.2 mm；7080 mm7080 mm；23 mm23 mm；均勻；結(jié)實(shí)。 第25頁(yè)/共27頁(yè)4 4、 測(cè)得A A、