测定熔点的方法有毛细管法和显微熔点测定法。
一、毛细管法测熔点
毛细管法测定熔点一般采用提勒(Thiele)管(b形管),如图1所示。管口装有具有侧槽的塞子固定温度计,温度计的水银球位于b形管的上下两叉管口之间。b形管中装入加热液体(浴液,一般用甘油、液体石蜡、浓硫酸、硅油等),液面高于上叉管口0.5cm即可,加热部位如图2-31b所示。加热时浴液因温差产生循环,使管内浴液温度均匀。
1.样品的填装
将毛细管的一端封口,把待测物研成细粉末,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垂直滑落,熔点管在玻璃管中反弹蹦跳,使样品使粉末进入毛细管的底部。重复以上操作,直至毛细管底部有23mm粉末并被墩紧。样品粉碎不够细或填装不结实,产生空隙导致不易传热,造成熔程变大。样品量太少不便观察,产生熔点偏低;太多会造成熔程变大,熔点偏高。
2.仪器的安装
将提勒(Thiele)管(b形管)固定在铁架台上,装入热浴液,使液面高度达到提勒管上侧管时即可。熔点管下端沾一点润湿后黏附于温度计下端,并用橡皮圈将毛细管紧缚在温度计上,样品部分应靠在温度计水银球的中部(如图1c)。温度计水银球恰好在提勒管的两侧管中部为宜。要注意的是熔点管外的样品粉末要擦干净以免污染热浴液体,如果发现装好样品的毛细管浸入浴液后,样品变黄或管底渗入液体,说明为漏管,应弃去,另换一根熔点管。
图1毛细管熔点测定示意图
装置中用的热浴液(加热介质),可根据所需的具体的温度,选用硫酸、甘油、液体石蜡和硅油等。预计温度低于140℃,最好选用液体石蜡和甘油,好的液体石蜡可加热到220℃不变色;若预计温度高于140℃,可选用浓硫酸。选用使用硫酸作加热浴液要特别小心,不能让有机物碰到浓硫酸,否则使溶液颜色变深,有碍熔点的观察。若出现这种情况,可加人少许硝酸钾晶体共热后使之脱色。采用浓硫酸作热浴,适用于测熔点在220℃以下的样品。若要测熔点在220℃以上的样品可用其它热浴液,如硅油可加热到250℃而不变色,安全无腐蚀性,但价格较贵。
3.测定熔点
首先粗测,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(初熔)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,重复上述操作进行精确测定。
精确测定时,开始升温可稍快(每分钟上升约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12℃)。当接近熔点时,加热速度要更慢,每分钟上升0.20.3℃。要精确测定熔点,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。
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。
每个样品测23次,初熔点和全熔点的平均值为熔点,再将各次所测熔点的平均值作为该样品的最终测定结果。重复测熔点时都必须用新的熔点管重新装样品。
实验完成后,一定要待熔点浴冷却后,方可将浓硫酸倒回瓶中。温度计冷却后,用废纸擦去硫酸,方可用水冲洗,否则温度计极易炸裂。
4.影响毛细管法测熔点的主要因素
(1) 熔点管本身要干净,若如含有灰尘,会产生410℃的误差。管壁不能太厚,封口要均匀。千万不能让封口一端发生弯曲或使封口端壁太厚。因此在毛细管封口时,毛细管按垂直方向伸入火焰,且长度要尽量短,火焰温度不宜太高,最好用酒精灯,断断续续地加热,封口要圆滑,以不漏气为原则。
(2)样品一定要干燥,并要研成细粉末,往毛细管内装样品时,一定要反复墩实,管外样品要用卫生纸擦干净。
(3)用橡皮圈将毛细管缚在温度计旁,并使装样部分和温度计水银球处在同一水平位置,同时要使温度计水银球处于b形管两侧管中心部位。
(4)升温速度不宜太快,特别是当温度将要接近该样品的熔点时,升温速度更不能快。升温速度过快应慢,热传导不充分,导致所测熔点偏高。
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