有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)二熔點(diǎn)的測(cè)定

1、實(shí)驗(yàn)熔點(diǎn)的測(cè)定及溫度計(jì)校正一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? .了解熔點(diǎn)測(cè)定的原理及意義；2 .掌握熔點(diǎn)測(cè)定的基本操作方法；二.實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)和難點(diǎn)：1 .熔點(diǎn)測(cè)定的意義；2 .熔點(diǎn)測(cè)定的操作方法；實(shí)驗(yàn)類型：基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)三.實(shí)驗(yàn)裝置和藥品：主要實(shí)驗(yàn)儀器：熔點(diǎn)管；表面皿；玻璃棒；長(zhǎng)40cm的玻管；Thiele管（又稱b形管）；酒精燈；溫度計(jì)；液體石蠟；主要化學(xué)試劑：苯甲酸（熔點(diǎn)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(shí)驗(yàn)裝置圖：五.實(shí)驗(yàn)原理：1 .熔點(diǎn)熔點(diǎn)是固體有機(jī)化合物固液兩態(tài)在大氣壓力下達(dá)成平衡的溫度，純凈的固體有機(jī)化合物一般都有固定

2、的熔點(diǎn)，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(guò)0.5-1C。物質(zhì)受熱后，從開(kāi)始熔化到全部熔完的溫度差稱作熔點(diǎn)距（或熔程），純化合物的熔點(diǎn)距0.51C,據(jù)此，可根據(jù)熔點(diǎn)測(cè)定初步鑒定化合物或判斷其純度。加熱純有機(jī)化合物，當(dāng)溫度接近其熔點(diǎn)范圍時(shí)，升溫速度隨時(shí)間變化約為恒定值，此時(shí)用加熱時(shí)間對(duì)溫度作圖（如圖1）?；衔餃囟炔坏饺埸c(diǎn)時(shí)以固相存在，加熱使溫度上升，達(dá)到熔點(diǎn).開(kāi)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(shí)加熱所提供的熱量使固相不斷轉(zhuǎn)變?yōu)橐合啵瑑上嚅g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

3、高不能超過(guò)2C,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。當(dāng)含雜質(zhì)時(shí)(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(zhì)，導(dǎo)致溶劑蒸氣分壓降低(圖2中M'L'),固液兩相交點(diǎn)M即代表含有雜質(zhì)化合物達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)的固液相平衡共存點(diǎn)，TM為含雜質(zhì)時(shí)的熔點(diǎn)，顯然，此時(shí)的熔點(diǎn)較純粹者低。2 .混合熔點(diǎn)在鑒定某未知物時(shí)，如測(cè)得其熔點(diǎn)和某已知物的熔點(diǎn)相同或相近時(shí)，不能認(rèn)為它們?yōu)橥晃镔|(zhì)。還需把它們混合，測(cè)該混合物的熔點(diǎn)，若熔點(diǎn)仍不變，才能認(rèn)為它們?yōu)橥晃镔|(zhì)。若混合物熔點(diǎn)降低，熔程增大，則說(shuō)明它們屬于不同的物質(zhì)。故此種混合熔點(diǎn)試

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

5、iele管中加入液體石蠟(作為加熱介質(zhì))直到支管之上。在溫度計(jì)上附著一支裝好樣品的毛細(xì)管，毛細(xì)管中樣品與溫度計(jì)水銀球處于同一水平。將溫度計(jì)帶毛細(xì)管放入Thiele管中，使溫度計(jì)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(xì)并集成一堆。把毛細(xì)管開(kāi)口一端垂直插人堆集的樣品中，使一些樣品進(jìn)入管內(nèi)，然后，把該毛細(xì)管垂宜桌面輕輕上下振動(dòng)，使樣品進(jìn)人管底，再用力在桌面上下振動(dòng)，盡量使樣品裝得緊密?；?qū)⒀b有樣品，管口向上的毛細(xì)管，放入長(zhǎng)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(fù)幾次后，可把樣品裝實(shí)，樣品高度23mm熔點(diǎn)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(xì)、夯實(shí)。否則影響測(cè)定結(jié)果。2 .熔點(diǎn)的測(cè)定：（1） .在Thiele管彎曲部位加熱。接近熔點(diǎn)（距熔點(diǎn)十幾度）時(shí)，減慢加熱速度，每分鐘升1oC左右，接近熔點(diǎn)溫度時(shí)，每分鐘約0.2oC觀察、記錄晶體中形成第一滴液體時(shí)的溫度（初熔溫度開(kāi)始塌陷并有液相產(chǎn)生）和晶體完全變成澄清液體時(shí)的溫度（終熔溫度）。（2） .熔點(diǎn)測(cè)定應(yīng)有至少兩次平行測(cè)定的數(shù)據(jù)，每一次都必須用新的毛細(xì)管另裝樣品測(cè)定，而且必須等待液體石蠟冷卻到低于此樣品熔點(diǎn)20-30oC時(shí)，才能進(jìn)行下一次測(cè)定。（3） .對(duì)于未知樣品，可用較快的加熱速度粗測(cè)一次，在很短的時(shí)間里測(cè)出大概的熔點(diǎn)。實(shí)際測(cè)定時(shí)，加熱到

7、這個(gè)熔點(diǎn)以下10-15°C,必須緩慢加熱，使溫度慢慢上升，這樣才可測(cè)得準(zhǔn)確熔點(diǎn)。按圖搭好裝置，放入加熱液（濃硫酸或者液體石蠟），用溫度計(jì)水銀球蘸取少量加熱液，小心地將熔點(diǎn)管粘附于水銀球壁上，或剪取一小段橡皮圈套在溫度計(jì)和熔點(diǎn)管的上部（如下圖）。將粘附有熔點(diǎn)管的溫度計(jì)小心地插入加熱浴中，以小火在圖示部位加熱。開(kāi)始時(shí)升溫速度可以快些，當(dāng)傳熱液溫度距離該化合物熔點(diǎn)約1015c時(shí)，調(diào)整火焰使每分鐘上升約12C,愈接近熔點(diǎn)，升溫速度應(yīng)愈緩慢，每分鐘約0.20.3Co為了保證有充分時(shí)間讓熱量由管外傳至毛細(xì)管內(nèi)使固體熔化，升溫速度是準(zhǔn)確測(cè)定熔點(diǎn)的關(guān)鍵；另一方面，觀察者不可能同時(shí)觀察溫度計(jì)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(xiàng)誤差減小。記下試樣開(kāi)始塌落并有液相產(chǎn)生時(shí)（初熔）和固體完全消失時(shí)（全熔）的溫度讀數(shù)，即為該化合物的熔距。要注意在加熱過(guò)程中試祥是否有萎縮、變色、發(fā)泡、升華、碳化等現(xiàn)象，均應(yīng)如實(shí)記錄。3 .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。

9、選擇數(shù)種已知熔點(diǎn)的純化合物為標(biāo)推，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(huà)成曲線，即可從曲線上讀出任一溫度的校正值。七.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（1）要測(cè)得準(zhǔn)確熔點(diǎn)，樣品一定要研得極細(xì)，裝得結(jié)實(shí)，使熱量的傳導(dǎo)迅速均勻.（2）掌握升溫速度是準(zhǔn)確測(cè)定熔點(diǎn)的關(guān)鍵。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?qū)嶒?yàn)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)誤差減小。(3) 注意橡膠塞子一定要開(kāi)口，否則易產(chǎn)生暴沸現(xiàn)象。(4) 溫度計(jì)插入開(kāi)口塞子中，刻度應(yīng)面向塞子開(kāi)口，其水銀球位于b形管上下兩叉管口之間。(5)熔點(diǎn)管必須潔凈

10、。如含有灰塵等，能產(chǎn)生410OC的誤差。(6) .熔點(diǎn)管底未封好會(huì)產(chǎn)生漏管。(7) .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。(8) .樣品不干燥或含有雜質(zhì)，會(huì)使熔點(diǎn)偏低，熔程變大。(9) .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。(10) .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。(11) .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。(12) .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220以下的樣品。若要測(cè)熔點(diǎn)在220以上的樣品可用其它熱浴液。八.實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容：熔點(diǎn)是有機(jī)物的重要物理常數(shù)之一。熔點(diǎn)是純凈有機(jī)物晶體熔融時(shí)的相變溫度，純凈的有機(jī)物晶體有唯一確定的熔點(diǎn)。測(cè)定有機(jī)物的熔點(diǎn)可以幫助推斷未知的有機(jī)物。對(duì)已知的有機(jī)物可以根據(jù)所測(cè)的熔點(diǎn)與