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3有机化合物物理常数的测定技术（第1页）

。3有机化合物物理常数的测定技术

熔点、沸点、折光率以及比旋光度是鉴定有机化合物以及判断有机化合物纯度的重要物理常数。

实验1熔点的测定

一、实验目的

（1）　了解熔点测定的原理和意义。

（2）　掌握毛细管法测定熔点的操作。

（3）　了解显微熔点测定仪与全自动数字熔点测定仪的使用方法。

二、实验原理

&ing　point）是固体有机化合物非常重要的物理常数之一。通常是指固体物质受热由固态转变为液态时的温度（见图222）。然而熔点的严格定义是指在一个大气压（1。013×105Pa）下物质固－液两态平衡时的温度，如图223所示，曲线**表示一种物质固相的蒸气压与温度的关系，曲线ML表示液相的蒸气压与温度的关系。由于**的变化大于ML，两条曲线相交于M，在交叉点M处，固液两相蒸气压一致，固液两相平衡共存，这时的温度T就是该物质的熔点。理论上它应是一个点。但实际测定这一点有一定的困难，一般测得的是一个温度范围，即从开始熔化（初熔）至完全熔化（全熔）时的温度，该范围称为熔点范围，简称为熔程或熔距。

图222相随着时间和温度的变化图图223物质的蒸气压和温度的关系实验过程中，初熔是指晶体的尖角和棱边变圆时的温度（或观察到有少量**出现时的温度），全熔是指晶体刚好全部熔化时的温度。一般情况下，纯品有固定的熔点，熔程不超过0。5~1℃，而混有杂质时，熔点下降，熔距拉长。因而熔点的测定有以下用途[1]：

（1）　由于纯净的固体有机化合物一般都有固定的熔点，故测定熔点可鉴定有机物。

（2）　根据熔程的长短可检验有机物的纯度。

目前，测定熔点的方法有多种：①　毛细管法；②　显微熔点测定仪测熔法；③　全自动数字熔点测定仪测熔法。毛细管法是测定熔点的经典方法，通常是指利用装有样品的毛细管在Thiele管（又称b形管）中加热来测定熔点。事实上全自动数字熔点测定仪也属于毛细管法，只不过装置变为更加自动化的仪器，以下分别介绍它们的实验操作方法。

三、仪器与试剂

1．　仪器

温度计、Thiele管、熔点毛细管[2]、酒精灯、开口软木塞、表面皿、打孔器、剪刀、圆锉、玻璃棒、玻璃管、显微熔点测定仪、全自动数字熔点测定仪。

熔程+装填样品视频2．　试剂

乙酰苯胺[3]、苯甲酸、**石蜡[4]。

四、实验操作

1。　毛细管法测熔点

（1）　安装装置[5]

按图224（a）所示将Thiele管用铁夹固定于铁架台上。管口配上有缺口的单孔软木塞[6]，插入温度计，使温度计的水银球位于两支管口的中间，装入**石蜡作为浴液，液面与支管上口平齐。也可采用图２２５所示的双浴式熔点测定器来测定熔点。它由２５０mL长颈圆底烧瓶、有棱缘的试管（试管的外径稍小于瓶颈的内径）和温度计组成。烧瓶内所盛浴液的量约占烧瓶容量的１／２。热浴隔着空气（空气浴）把温度计和试料加热，使它们受热均匀。试管内也可装热浴液。图224提勒管测熔点装置图225双浴式熔点测定器（2）　装填样品

取少许干燥样品于洁净干燥的表面皿上，用玻璃棒研成粉末并集成一堆，把熔点毛细管开口端插入粉末中，即有样品挤入毛细管中，然后将毛细管开口端朝上让它在一根竖于桌上或表面皿上的玻璃管（50～60cm）中自由落下，样品因毛细管上下弹跳而落入毛细管底。如此重复装料使样品装紧，直至装有样品2～3mm高为止。拭去沾于管外的粉末，以免玷污浴液。

把装好样品的毛细管[7]先用少许浴液附在温度计上，再用橡皮圈（由乳胶管剪取）套在温度计上，使装样品的一端位于温度计水银球的中间部位，如图224（b）所示，然后插入浴液中。毛细管的开口端以及橡皮圈应在油浴面之上[8]。

（3）　测定熔点

在Thiele管弯曲支管的底部加热，使浴液进行热循环，保证温度计受热均匀。当温度上升到距熔点１0～15℃时，改用小火缓慢而均匀地加热使温度上升速度为1℃min～2℃min[9]，接近熔点时，每分钟０．２~０．３℃直至熔化。在加热过程中注意观察样品的变化，当样品在毛细管壁四周开始塌落和润湿、样品的表面有凹面形成并出现小液滴时，表示样品开始熔融，此时的温度称为初熔点；固体全部消失，样品呈透明溶液时的温度称为全熔点。记下初熔和全熔时的温度，即为该样品的熔点。此时可熄灭或移除加热的灯火，取出温度计，将附在温度计上的毛细管取下弃去[10]，待热浴温度下降至熔点范围３0℃以下后，再换上第2支毛细管，按前述方法进行操作，测定下一样品的熔点。

测定已知物熔点时，至少要有两次重复的数据，两次测定误差[11]不能大于±1℃。测定未知样品时，要先做一次粗测，即加热速度可稍快，约5℃min～6℃min，得出大概熔点后，待浴温冷至粗测熔点以下约３0℃时，再取另两根装样的毛细管作精密的测定两次，两次精测的误差也不能大于1℃。测定的数据可使用表26所示的表格记录。表26苯甲酸、乙酰苯胺的熔点测定数据记录表

试样测定值（℃）平均值（℃）初熔全熔初熔全熔苯甲酸乙酰苯胺苯甲酸

＋

乙酰苯胺熔点测好后，一定要待浴液冷却后，方可将浴液倒回瓶中。温度计冷却后，用纸擦去**石蜡（如用浓硫酸作为浴液更要小心），方可用水冲洗，否则温度计极易炸裂。

2。　显微熔点测定仪测熔点

显微熔点测定仪测熔点的优点是可测微量样品（2～3颗小结晶）的熔点，能测量室温至300℃的样品熔点，可观察晶体在加热过程中的变化情况，如结晶的失水、多晶的变化、升华及分解。这类仪器型号较多，图226所示为其中一种，具体操作如下：

图226显微熔点测定仪

1．　目镜2．　棱镜检偏部件3．　物镜4．　热台5．　温度计6．　载热台7．　镜身

8．　起偏振件9．　粗动手轮１0．　止紧螺钉11．　底座１2．　波段开关１3．　电位器旋钮

14．　反光镜15．　拨动圈16．　上隔热玻璃17．　地线柱18．　电源插座

用镊子取洁净且干燥的载玻片放于加热台上，加入微量晶粒，盖上一片盖玻片。调节反光镜、物镜和目镜及样品的位置，使视野中的样品清晰可见。开启加热器，先快速后慢速加热，当温度上升至接近熔点时，控制温度上升的速度为每分钟０．２～０．３℃。当晶体样品的尖角和棱边开始变圆和有液滴出现时，表示熔化已开始，记录初熔温度。样品逐渐熔化直至完全变成**，记录全熔温度。

3。　全自动数字熔点仪测熔点