熔點(diǎn)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)

1、熔點(diǎn)的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解測(cè)定熔點(diǎn)的意義及其應(yīng)用；2、掌握毛細(xì)管法測(cè)定熔點(diǎn)的操作方法；3、熟悉X-6顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀測(cè)定熔點(diǎn)的操作方法。二、基本原理晶體化合物的固液兩態(tài)在大氣壓力下成平衡時(shí)的溫度稱為該化合物的熔點(diǎn)。每個(gè)晶體有機(jī)化合物都具有一定的熔點(diǎn)。熔點(diǎn)距（熔程）一般不超過0.5C。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。一個(gè)固體的熔點(diǎn)是該物質(zhì)在大氣壓下，固液兩相蒸氣壓一致，固液兩相平衡共存時(shí)的溫度，縮寫為mp。三、裝置圖圖1毛細(xì)管法測(cè)定熔點(diǎn)裝置圖圖2 X-6顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀裝置圖四、實(shí)驗(yàn)儀器及器材、藥品b

2、形管200c溫度計(jì)缺口單孔膠塞酒精燈6孔點(diǎn)滴板萬用夾雙口夾玻璃棒乙酰苯胺 酒精表面皿毛細(xì)管鐵架臺(tái)膠圈火柴載玻片液體石蠟苯甲酸尿素X-6顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀五、實(shí)驗(yàn)方法及操作（一）毛細(xì)管法測(cè)定熔點(diǎn)（1）毛細(xì)管的熔封選用彳全為1mm,長(zhǎng)約7080mm的毛細(xì)管將其一端放在酒精燈火焰的邊緣上慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)，使其熔封嚴(yán)密。(熔封不易過厚，否則影響傳熱速度，而使所測(cè)熔點(diǎn)偏(2)樣品的填裝樣品應(yīng)事先放在干燥器或烘箱中干燥，取少許樣品放在潔凈的6孔點(diǎn)滴板中，用玻璃棒將其研壓成細(xì)粉末，并聚集成小堆，將毛細(xì)管的開口一端插入樣品堆中，使樣品擠入管，把開口一端向上豎立，輕敲幾下管子使樣品落在管底，接著把裝有樣品的毛細(xì)管，通過一根

3、長(zhǎng)約60厘米直立于表面皿上的玻璃管中自由地落下，重復(fù)幾次，直至樣品的高度約2-3mm為止。操作要迅速，防止樣品吸潮，裝入的樣品要結(jié)實(shí)，受熱時(shí)才能均勻，如果有空隙，不易傳熱，影響結(jié)果。(3)測(cè)定熔點(diǎn)的裝置將熔點(diǎn)測(cè)定管夾在鐵座架上，裝入液體石蠟于熔點(diǎn)測(cè)定管中至高出上側(cè)管時(shí)即可，熔點(diǎn)測(cè)定管口配一缺口單孔塞子，溫度計(jì)插入孔中，刻度應(yīng)向塞子缺口，用膠圈把毛細(xì)管附著在溫度計(jì)旁。溫度計(jì)插入熔點(diǎn)測(cè)定管中的深度以水銀球恰在熔點(diǎn)測(cè)定管的兩側(cè)管的中部。加熱時(shí)，酒精燈火焰與熔點(diǎn)測(cè)定管的傾斜部分接觸。這種裝置測(cè)定熔點(diǎn)的好處是，管液體因溫度差而發(fā)生對(duì)流作用，省去了人工攪拌的麻煩。但常因溫度計(jì)的位置和加熱部分的變化而影響測(cè)

4、定的準(zhǔn)確度。(4)熔點(diǎn)測(cè)定方法開始加熱時(shí)，可用較大的火焰，以每分鐘約5c的速度升溫，當(dāng)熱浴溫度達(dá)到熔點(diǎn)下約15c時(shí)，調(diào)小火焰，溫度上升速度每分鐘1.5C,越接近熔點(diǎn)，升溫速度越慢(接近熔點(diǎn)時(shí)，每分鐘約上升0.20.3C)。掌握升溫速度是準(zhǔn)確測(cè)定熔點(diǎn)的關(guān)鍵。注意觀察毛細(xì)管中的變化，如樣品開始有小液滴出現(xiàn)時(shí)，就是樣品始熔溫度；當(dāng)樣品全部熔化成透明成液體時(shí)的溫度就是全熔溫度。記下此時(shí)溫度圍，即為該物質(zhì)熔點(diǎn)。熔點(diǎn)測(cè)定至少要有兩次重復(fù)數(shù)據(jù)(每次測(cè)定必須重新裝樣)，如果測(cè)定未知物的熔點(diǎn)，應(yīng)先粗測(cè)一次，然后再準(zhǔn)確測(cè)定。測(cè)定熔點(diǎn)時(shí)需要思考的問題：(1)為什么在熔點(diǎn)測(cè)定管口配一缺口單孔塞子？不帶缺口不行嗎？(2

5、)在毛細(xì)管中加入被測(cè)藥品的量遠(yuǎn)超過2-3mm,將對(duì)測(cè)定結(jié)果有什么影響？(3)在書中查到的熔點(diǎn)一般為一個(gè)溫度點(diǎn)，而在實(shí)際測(cè)定的藥品的熔點(diǎn)卻是一個(gè)圍，請(qǐng)解釋原因？(4)可按下表格記錄測(cè)定的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)已加煨點(diǎn)C)第一次It)桀二次(二)|開始熔化完今熔化開始熔化完全熔化乙限米接114茶甲酸122尿素133(二)介紹用熔點(diǎn)測(cè)定儀測(cè)定熔點(diǎn)的方法顯微熔點(diǎn)測(cè)定法所采用的儀器無論其外觀如何不同，主要都由以下兩個(gè)部分組成：一是放大用的顯微鏡；二是配有溫度計(jì)且?guī)в须姛嵫b置的載物臺(tái)(電熱板)，如圖2所示。顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀的操作方法：(1)取兩片載玻片，將適量的待測(cè)物品(不大于0.1mg)放在一片載玻片上并使藥品分布均勻

6、，蓋上另一片載玻片，輕輕壓實(shí)，然后放置在熱臺(tái)中心。(2)調(diào)節(jié)顯微鏡的調(diào)焦手輪，直到能清晰地看到待測(cè)物品的像為止。(3)打開電源開關(guān)，調(diào)壓測(cè)溫儀顯示出熱臺(tái)即時(shí)的溫度值。(注意：測(cè)試操作過程中，熔點(diǎn)熱臺(tái)屬高溫部件，一定要使用鑷子夾持放入或取出熔點(diǎn)品。嚴(yán)禁用手觸摸，以免燙傷！）（4）根據(jù)被測(cè)樣品的熔點(diǎn)溫度值，控制調(diào)溫手鈕1或2（1-表示升溫電壓寬量調(diào)整；2-表示升溫電壓窄量調(diào)整，其電壓變化參考電壓表的顯示），以達(dá)到在測(cè)物質(zhì)熔點(diǎn)過程中，前段升溫迅速、中段升溫漸慢、后段升溫平緩。具體方法如下：先將兩調(diào)溫手鈕順時(shí)針調(diào)到較大位置，使熱臺(tái)快速升溫。當(dāng)溫度接近待測(cè)物體熔點(diǎn)溫度以下40左右時(shí)（中段），將調(diào)溫手鈕逆

7、時(shí)針調(diào)至適當(dāng)位置，使升溫速度減慢。在被測(cè)物熔點(diǎn)值以下10左右（后段）時(shí)，調(diào)整調(diào)溫手鈕控制升溫速度約每分鐘1左右。（注意：尤其是后段升溫的控制對(duì)測(cè)量精度影響較大。當(dāng)溫度上升到距待測(cè)物熔點(diǎn)值以下10左右時(shí)，一定要控制升溫速度約每分鐘1左右。經(jīng)反復(fù)調(diào)整手鈕1或2，方便的無級(jí)調(diào)整會(huì)讓人很快掌握，運(yùn)用自如。）（ 5） 觀察被測(cè)物品的熔化過程，此時(shí)注意從顯微鏡中觀察樣品的細(xì)微變化。當(dāng)樣品結(jié)晶的棱角開始變圓時(shí)，此為初熔溫度，結(jié)晶完全消失變成液體時(shí)為全熔溫度。記錄初熔和全熔時(shí)的溫度值，即為該化合物的熔程?；衔锏娜埸c(diǎn)應(yīng)記錄為：初熔溫度-全熔溫度。用鑷子取下載玻片，即完成一次測(cè)試。如需重復(fù)測(cè)試，只需將升溫電壓調(diào)

8、為零或切斷電源，使溫度降至熔點(diǎn)以下40即可。（ 6） 對(duì)已知熔點(diǎn)的物質(zhì)，可根據(jù)所測(cè)物質(zhì)的熔點(diǎn)值及測(cè)溫過程，適當(dāng)調(diào)節(jié)旋鈕，實(shí)現(xiàn)測(cè)量；對(duì)未知熔點(diǎn)物質(zhì)，可先用中、較高電壓快速測(cè)一次，找到物質(zhì)熔點(diǎn)的大約值，再根據(jù)該值適當(dāng)調(diào)整和精細(xì)控制測(cè)量過程，最后實(shí)現(xiàn)較精確的測(cè)量。（7）精確測(cè)試時(shí)，對(duì)實(shí)測(cè)值進(jìn)行修正，并多次測(cè)試，計(jì)算平均值。（8）測(cè)試完畢，應(yīng)及時(shí)切斷。六、思考題1、什么是熔點(diǎn)距？答：一個(gè)純化物從開始熔化（始熔）至完全熔化（全熔）的溫度圍叫熔點(diǎn)距。2、為什么不能用測(cè)過一次熔點(diǎn)的有機(jī)物再作第二次測(cè)定？答：測(cè)過的有機(jī)物分子的晶體結(jié)構(gòu)有可能改變了，則它的熔點(diǎn)也會(huì)有所改變，所以不能用做第二次測(cè)量。3、如何鑒定兩

9、種熔點(diǎn)相同的晶體物質(zhì)是否為同一物質(zhì)？答：取兩樣物質(zhì)混合起來，測(cè)其熔點(diǎn)，如果跟兩種物質(zhì)的熔點(diǎn)很相近就是同一物質(zhì)，如果熔點(diǎn)比文獻(xiàn)值降低很多且熔點(diǎn)距增大，則是兩種物質(zhì)。4、用毛細(xì)管法測(cè)定熔點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意那些問題？答：用毛細(xì)管法測(cè)定熔點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意：（1）熱浴的選擇（根據(jù)被測(cè)物的熔點(diǎn)圍選擇熱浴）。（2）熱浴的用量（以熱浴的液位略高于b形管上叉口為宜，不超過1.0cm）。（3）試料應(yīng)研細(xì)且裝實(shí)，高度2-3mm。（4）毛細(xì)管應(yīng)均勻且一端要封嚴(yán)（直徑1-1.1mm；長(zhǎng)度70-80mm為宜）。（5）安裝要正確，掌握“三個(gè)中部”即溫度計(jì)有一個(gè)帶有溝槽的單孔塞固定在b形管的中軸線上，樣品位于溫度計(jì)水銀球的中部，水銀球位于

10、b形管上，下兩側(cè)口中間部位。（6）加熱部位要正確。（7）控制好升溫速度。5、測(cè)得A、B兩種樣品的熔點(diǎn)相同，將它們研細(xì)，并以等量混合（1）測(cè)得混合物的熔點(diǎn)有下降現(xiàn)象且熔程增寬；（2）測(cè)得混合物的熔點(diǎn)與純AB的熔點(diǎn)均相同。試分析以上情況各說明什么？答：（1）說明A、B兩個(gè)樣品不是同一種物質(zhì)，一種物質(zhì)在此充當(dāng)了另一種物質(zhì)的雜質(zhì)，故混合物的熔點(diǎn)降低，熔程增寬。(2)除少數(shù)情況(如形成固熔體)外，一般可認(rèn)為這兩個(gè)樣品為同一化合物。6、測(cè)定熔點(diǎn)時(shí)，遇到下列情況將產(chǎn)生什么結(jié)果？(1) 熔點(diǎn)管壁太厚；(2)熔點(diǎn)管不潔凈；(3)試料研的不細(xì)或裝得不實(shí)；(4)加熱太快；(5)第一次熔點(diǎn)測(cè)定后，熱浴液不冷卻立即做第

11、二次；(6)溫度計(jì)歪斜或熔點(diǎn)管與溫度計(jì)不附貼。答：(1)熔點(diǎn)管壁太厚，影響傳熱，其結(jié)果是測(cè)得的初熔溫度偏高。(2) 熔點(diǎn)管不潔凈，相當(dāng)于在試料中摻入雜質(zhì)，其結(jié)果將導(dǎo)致測(cè)得的熔點(diǎn)偏低。(3) 試料研得不細(xì)或裝得不實(shí)，這樣試料顆粒之間空隙較大，其空隙之間為空氣所占據(jù)，而空氣導(dǎo)熱系數(shù)較小，結(jié)果導(dǎo)致熔距加大，測(cè)得的熔點(diǎn)數(shù)值偏高。(4) 加熱太快，則熱浴體溫度大于熱量轉(zhuǎn)移到待測(cè)樣品中的轉(zhuǎn)移能力，而導(dǎo)致測(cè)得的熔點(diǎn)偏高，熔距加大。(5) 若連續(xù)測(cè)幾次時(shí)，當(dāng)?shù)谝淮瓮瓿珊笮鑼⑷芤豪鋮s至原熔點(diǎn)溫度的二分之一以下，才可測(cè)第二次，不冷卻馬上做第二次測(cè)量，測(cè)得的熔點(diǎn)偏高。(6) 毛細(xì)管法熔點(diǎn)測(cè)定的缺點(diǎn)就是溫度分布不均勻

12、，若溫度計(jì)歪斜或熔點(diǎn)管與溫度計(jì)不附貼，這樣所測(cè)數(shù)值會(huì)有不同程度的偏差。7、熔點(diǎn)測(cè)定可能產(chǎn)生誤差的因素有哪些？答：(1)熔點(diǎn)管不潔凈。如含有灰塵等，能產(chǎn)生410的誤差。例如，熔點(diǎn)管壁含有堿性物質(zhì)，能催化醛或酮的羥醛縮合，或使糖類及其衍生物發(fā)生變旋作用，而使熔點(diǎn)降低，熔程增大；故熔點(diǎn)管必須潔凈。( 2)熔點(diǎn)管底未封好而產(chǎn)生漏管。檢查是否為漏管，不能用吹氣的方法，否則會(huì)使熔點(diǎn)管產(chǎn)生水蒸氣及其它雜質(zhì)。檢查的方法為：當(dāng)裝好樣品的毛細(xì)管浸入浴液后，發(fā)現(xiàn)樣品變黃或管底滲入液體，說明為漏管，應(yīng)棄去，另?yè)Q一根。( 3)樣品粉碎不夠細(xì)。填裝不結(jié)實(shí)，產(chǎn)生空隙，則不易傳熱，造成熔程變大。(4)樣品不干燥或含有雜質(zhì)。根

13、據(jù)拉烏耳(Raoult)定律，會(huì)使熔點(diǎn)偏低，熔程變大。( 5)樣品量的多少也會(huì)影響。太少不便觀察，產(chǎn)生熔點(diǎn)偏低；太多會(huì)造成熔程變大，熔點(diǎn)偏高。( 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。8、測(cè)定熔點(diǎn)時(shí)需要思考的問題：(1)為什么在熔點(diǎn)測(cè)定管口配一缺口單孔塞子？不帶缺口不行嗎？答：不帶缺口不行。因?yàn)楦鶕?jù)熔點(diǎn)的定義“在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件下，固-液平衡時(shí)的溫度”可知，若該膠塞不帶缺口，則在側(cè)熔點(diǎn)時(shí)加熱使液體石蠟受熱，上方的空氣膨脹，導(dǎo)致b形管的壓力不與外界壓力相等，而是一個(gè)變化的壓力，故這種情況下測(cè)定出來的藥品的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)就不再是準(zhǔn)確的熔點(diǎn)。所以在熔點(diǎn)測(cè)定管口需要配一缺口單孔塞子，不帶缺口不行的。(2)在毛細(xì)管中加入被測(cè)藥品的量遠(yuǎn)超過2-3mm，將對(duì)測(cè)定結(jié)果有什么影響？答：藥品在熔化的時(shí)候不是瞬間即熔化的，而是需要一個(gè)時(shí)間的，這樣在毛細(xì)管中加入藥品量越多，則熔化需要的時(shí)間就越長(zhǎng)，我們觀測(cè)到的熔點(diǎn)