有機化學實驗二熔點的測定

1、實驗熔點的測定及溫度計校正一.實驗目的：1 .了解熔點測定的原理及意義；2 .掌握熔點測定的基本操作方法；二.實驗重點和難點：1 .熔點測定的意義；2 .熔點測定的操作方法；實驗類型：基礎性實驗學時：4學時三.實驗裝置和藥品：主要實驗儀器：熔點管；表面皿；玻璃棒；長40cm的玻管；Thiele管（又稱b形管）；酒精燈；溫度計；液體石蠟；主要化學試劑：苯甲酸（熔點mp122.40C）;未知樣品（或者尿素）：水楊酸（mp15$C）或乙酰苯胺（mp114.3°C）四.實驗裝置圖：五.實驗原理：1 .熔點熔點是固體有機化合物固液兩態(tài)在大氣壓力下達成平衡的溫度，純凈的固體有機化合物一般都有固定

2、的熔點，固液兩態(tài)之間的變化是非常敏銳的，自初熔至全熔（稱為熔程）溫度不超過0.5-1C。物質受熱后，從開始熔化到全部熔完的溫度差稱作熔點距（或熔程），純化合物的熔點距0.51C,據(jù)此，可根據(jù)熔點測定初步鑒定化合物或判斷其純度。加熱純有機化合物，當溫度接近其熔點范圍時，升溫速度隨時間變化約為恒定值，此時用加熱時間對溫度作圖（如圖1）。化合物溫度不到熔點時以固相存在，加熱使溫度上升，達到熔點.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，此時加熱所提供的熱量使固相不斷轉變?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。因此在接近熔點時，加熱速度一定要慢，每分鐘溫度升

3、高不能超過2C,只有這樣，才能使整個熔化過程盡可能接近于兩相平衡條件，測得的熔點也越精確。當含雜質時(假定兩者不形成固溶體)，根據(jù)拉烏耳定律可知，在一定的壓力和溫度條件下，在溶劑中增加溶質，導致溶劑蒸氣分壓降低(圖2中M'L'),固液兩相交點M即代表含有雜質化合物達到熔點時的固液相平衡共存點，TM為含雜質時的熔點，顯然，此時的熔點較純粹者低。2 .混合熔點在鑒定某未知物時，如測得其熔點和某已知物的熔點相同或相近時，不能認為它們?yōu)橥晃镔|。還需把它們混合，測該混合物的熔點，若熔點仍不變，才能認為它們?yōu)橥晃镔|。若混合物熔點降低，熔程增大，則說明它們屬于不同的物質。故此種混合熔點試

4、驗，是檢驗兩種熔點相同或相近的有機物是否為同一物質的最簡便方法。多數(shù)有機物的熔點都在400c以下，較易測定。但也有一些有機物在其熔化以前就發(fā)生分解，只能測得分解點。六.實驗內容及步驟：1 .安裝測定裝置和取樣：【參閱教材P42圖2.4(1) .熔點測定裝置包括溫度計、毛細管、Thiele管。(2) .將毛細管一端在酒精燈上轉動加熱，燒融封閉。取干燥、研細的待測物樣品放在表面皿上，將毛細管開口一端插入樣品中，即有少量樣品擠入熔點管中。然后取一支長玻璃管，垂直于桌面上，由玻璃管上口將毛細管開口向上放入玻璃管中，使其自由落下，將管中樣品敦實。重復操作使所裝樣品約有2-3mm高時為止。(3) .向Th

5、iele管中加入液體石蠟(作為加熱介質)直到支管之上。在溫度計上附著一支裝好樣品的毛細管，毛細管中樣品與溫度計水銀球處于同一水平。將溫度計帶毛細管放入Thiele管中，使溫度計水銀球位置在Thiele管中部。將少許樣品放于干凈表面皿上，用玻璃棒將其研細并集成一堆。把毛細管開口一端垂直插人堆集的樣品中，使一些樣品進入管內，然后，把該毛細管垂宜桌面輕輕上下振動，使樣品進人管底，再用力在桌面上下振動，盡量使樣品裝得緊密?；驅⒀b有樣品，管口向上的毛細管，放入長名55060cm垂直桌面的玻璃管中，管下可墊一表面皿，使之從高處落于表面皿上，如此反復幾次后，可把樣品裝實，樣品高度23mm熔點管外的樣品粉末要

6、擦干凈以免污染熱浴液體。裝入的樣品一定要研細、夯實。否則影響測定結果。2 .熔點的測定：（1） .在Thiele管彎曲部位加熱。接近熔點（距熔點十幾度）時，減慢加熱速度，每分鐘升1oC左右，接近熔點溫度時，每分鐘約0.2oC觀察、記錄晶體中形成第一滴液體時的溫度（初熔溫度開始塌陷并有液相產(chǎn)生）和晶體完全變成澄清液體時的溫度（終熔溫度）。（2） .熔點測定應有至少兩次平行測定的數(shù)據(jù)，每一次都必須用新的毛細管另裝樣品測定，而且必須等待液體石蠟冷卻到低于此樣品熔點20-30oC時，才能進行下一次測定。（3） .對于未知樣品，可用較快的加熱速度粗測一次，在很短的時間里測出大概的熔點。實際測定時，加熱到

7、這個熔點以下10-15°C,必須緩慢加熱，使溫度慢慢上升，這樣才可測得準確熔點。按圖搭好裝置，放入加熱液（濃硫酸或者液體石蠟），用溫度計水銀球蘸取少量加熱液，小心地將熔點管粘附于水銀球壁上，或剪取一小段橡皮圈套在溫度計和熔點管的上部（如下圖）。將粘附有熔點管的溫度計小心地插入加熱浴中，以小火在圖示部位加熱。開始時升溫速度可以快些，當傳熱液溫度距離該化合物熔點約1015c時，調整火焰使每分鐘上升約12C,愈接近熔點，升溫速度應愈緩慢，每分鐘約0.20.3Co為了保證有充分時間讓熱量由管外傳至毛細管內使固體熔化，升溫速度是準確測定熔點的關鍵；另一方面，觀察者不可能同時觀察溫度計所示讀數(shù)和

8、試祥的變化情況，只有緩慢加熱才可使此項誤差減小。記下試樣開始塌落并有液相產(chǎn)生時（初熔）和固體完全消失時（全熔）的溫度讀數(shù)，即為該化合物的熔距。要注意在加熱過程中試祥是否有萎縮、變色、發(fā)泡、升華、碳化等現(xiàn)象，均應如實記錄。3 .溫度計校正測熔點時，溫度計上的熔點讀數(shù)與真實熔點之間常有一定的偏差。這可能由于以下原因，首先，溫度計的制作質量差，如毛細孔徑不均勻，刻度不準確。其次，溫度計有全浸式和半浸式兩種，全浸式溫度計的刻度是在溫度計汞線全部均勻受熱的情況下刻出來的，而測熔點時僅有部分汞線受熱，因而露出的汞線溫度較全部受熱者低。為了校正溫度計，可選用純有機化合物的熔點作為標準或選用一標準溫度計校正。

9、選擇數(shù)種已知熔點的純化合物為標推，測定它們的熔點，以觀察到的熔點作縱坐標，測得熔點與已知熔點差值作橫坐標，畫成曲線，即可從曲線上讀出任一溫度的校正值。七.實驗注意事項：（1）要測得準確熔點，樣品一定要研得極細，裝得結實，使熱量的傳導迅速均勻.（2）掌握升溫速度是準確測定熔點的關鍵。這一方面是為了保證有充分的時間讓熱量由管外傳至管內，以使固體熔化；另一方面因實驗者不能同時觀察溫度計所示度數(shù)和樣品的變化情況。只有緩慢加熱，才能使此項誤差減小。(3) 注意橡膠塞子一定要開口，否則易產(chǎn)生暴沸現(xiàn)象。(4) 溫度計插入開口塞子中，刻度應面向塞子開口，其水銀球位于b形管上下兩叉管口之間。(5)熔點管必須潔凈

10、。如含有灰塵等，能產(chǎn)生410OC的誤差。(6) .熔點管底未封好會產(chǎn)生漏管。(7) .樣品粉碎要細，填裝要實，否則產(chǎn)生空隙，不易傳熱，造成熔程變大。(8) .樣品不干燥或含有雜質，會使熔點偏低，熔程變大。(9) .樣品量太少不便觀察，而且熔點偏低；太多會造成熔程變大，熔點偏高。(10) .升溫速度應慢，讓熱傳導有充分的時間。升溫速度過快，熔點偏高。(11) .熔點管壁太厚，熱傳導時間長，會產(chǎn)生熔點偏高。(12) .使用硫酸作加熱浴液要特別小心，不能讓有機物碰到濃硫酸，否則使浴液顏色變深，有礙熔點的觀察。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，適用于測熔點在220以下的樣品。若要測熔點在220以上的樣品可用其它熱浴液。八.實驗相關內容：熔點是有機物的重要物理常數(shù)之一。熔點是純凈有機物晶體熔融時的相變溫度，純凈的有機物晶體有唯一確定的熔點。測定有機物的熔點可以幫助推斷未知的有機物。對已知的有機物可以根據(jù)所測的熔點與