熔点及沸点测定

熔点及沸点测定熔点、沸点测定熔点的测定化合物的熔点是指在常压下该物质的固一液两相达到平衡时的温度。但通常把晶体物质受热后由固态转化为液态时的温度作为该化合物的熔点。纯净的固体有机化合物一般都有固定的熔点。在一定的外压下，固液两态之间的变化是非常敏锐的，自初熔至全熔（称为熔程）温度不超过0.5-1°C。若混有杂质则熔点有明确变化，不但熔点距扩大，而且熔点也往往下降。因此，熔点是晶体化合物纯度的重要指标。有机化合物熔点一般不超过350C，较易测定，故可借测定熔点来鉴别未知有机物和判断有机物的纯度。识别未知物质时，如果其熔点与已知物质的熔点相同或相似，则不能将其视为同一物质。它们需要混合以测量混合物的熔点。如果熔点保持不变，它们可以被视为同一种物质。如果混合物的熔点降低，熔化范围增大，则它们属于不同的物质。因此，混合熔点测试是测试熔点相同或相似的两种有机物质是否为同一种物质的最简单方法。熔点装置图：沸点装置图：沸点的测定2、沸点测定由于分子运动，液体分子倾向于从表面逃逸，分子运动随着温度的升高而增加，然后在液体表面的上部形成蒸汽。当分子从液体中逸出的速度等于分子从蒸汽返回液体的速度时，液体表面上的蒸汽达到饱和，称为饱和蒸汽。它施加在液体表面上的压力称为饱和蒸汽压。实验表明，液体的蒸汽压只与温度有关。也就是说，液体在一定温度下有一定的蒸汽压。当液体的蒸气压增大到与外界施于液面的总压力（通常是大气压力）相等时，就有大量气泡从液体内部逸出，即液体沸腾。这时的温度称为液体的沸点。沸点通常指液体在101.3kPa下沸腾的温度。在一定的外压下，纯液体有机化合物具有一定的沸点，且沸点距离很小（0.5-1C）。因此，沸点的测定是鉴定有机化合物和判断物质纯度的基础之一。测定沸点有两种常用方法：常量法（蒸馏法）和微量法（沸点管法）。五、实验步骤1、熔点的测定毛细管法：o准备熔点管：将毛细管截成6〜8cm长，将一端用酒精灯外焰封口（与外焰成40角转动加热）。防止将毛细管烧弯、封出疙瘩。（思考题1）加载样品：取0.1~0.2g预磨干燥样品，堆放在干净的表面皿上，将熔点管开口的一端插入样品堆中，重复几次，少量样品进入熔点管。然后将熔点管放入约40cm的垂直玻璃管中，使样品紧密堆积在熔点管的下端，重复多次，直到样品高度约为2~3cm。每个样品用2~3件包装。（思考问题2和思考问题3）仪器装置：将b形管固定于铁架台上，倒入液体石蜡做为浴液，其用量以略高于b形管的上侧管为宜。（思考题4）将含有样品的熔点管固定在温度计下端的橡胶带上（考虑问题5），使包含样品的熔点管的一部分位于汞球的中间。然后小心地将带熔点管的温度计通过缺口软木塞插入B形管，使其与管同轴，并将温度计的水银球放AB形管中两支管的中间。熔点测定：粗测：慢慢加热b形管的支管连接处，使温度每分钟上升约5°C。观察并记录样品开始熔化时的温度，此为样品的粗测熔点，作为精测的参考。精密测量：当镀液温度降至30C左右时，取出温度计，更换另一个熔点管进行精密测量。温度上升可以稍微快一点。当温度从粗略测量的熔点上升到约10C时，控制火焰，使每分钟的温升不超过1C（思考问题6和思考问题7）。当熔点管中的样品开始塌陷，出现湿滴和小液滴时，表明样品开始溶解。记录此时的温度，即样品的初始熔化温度。继续加热，直到所有固体消失并变成透明液体，然后记录温度，即样品的完全熔化温度（思考问题8）。样品的熔点表示为：t初始熔化~t完全熔化。实测：尿素（已知物，133〜135C）、桂皮酸（未知物，132〜133C），混合物（尿素一桂皮酸=1：1，100C左右）。实验过程中，粗测一次，精测两次。2.沸点测定：用微量法测定沸点：沸点管的制备：沸点管由外管和内管组成，夕卜管用长7〜8厘米、内径0.2〜0.3cm的玻璃管将一端烧熔封口制得，内管用市购的毛细管截取3〜4cm封其一端而成。测量时将内管开口向下插入外管中。沸点测定：取1〜2滴待测样品滴入沸点管的外管中（思考题9），将内管插入外管中，然后用小橡皮圈把沸点附于温度计旁，再把该温度计的水银球位于b形管两支管中间，然后加热。加热时由于气体膨胀，内管中会有小气泡缓缓逸出，当温度升到比沸点稍高时，管内会有一连串的小气泡快速逸出。这时停止加热，使溶液自行冷却，气泡逸出的速度即渐渐减慢。在最后一气泡不再冒出并要缩回内管的瞬间记录温度，此时的温度即为该液体的沸点，待温度下降15〜20°C后，可重新加热再测一次（2次所得温度数值不得相差1°C）。按上述方法进行如下测定：ccl4沸点（76C）。六、预防措施o1.熔点管必须清洁。如果含有灰尘，则会产生4-10c的误差。2.如果熔点管底部未密封，则会发生管道泄漏。样品粉碎要细，填装要实，否则产生空隙，不易传热，造成熔程变大。4.样品不干燥或含有杂质，会使熔点偏低，熔程变大。5.样品量太少，观察不到，熔点低；过多会导致熔化范围变大，熔点偏高。6.加热速度应缓慢，以便有足够的时间进行热传导。加热速度太快，熔点太高。7.如果熔点管壁太厚，导热时间长，熔点就会太高。7、思考问题和测试问题思考题1：如果毛细管没有密封，会出现什么情况？思考题2：为什么需要用干净的表面皿？问题3：如果样品管中的样品未压实，对测量结果有何影响？问题4：为什么液体石蜡可以用作沐浴液？问题5：橡皮筋在哪里？为什么？问题6：如何控制火焰温度？思考题7：接近熔点时升温速度为何要控制得很慢？如升温太快，有什么影响？问题8：第一次和第二次测量熔点时，我们能使用已经熔化的有机化合物吗？为什么？问题9：如果获得更多或更少的样品，对测定结果有什么影响？思考题答案：问题1的答案：液体石蜡将进入毛细管，影响固体熔化的观察。思考问题2答案：防止杂质混入毛细管，从而使熔点测量不准确。对问题3的回答：固体材料的不完全熔化会影响熔化范围的观察和熔点的判断。思考问题4答案：液体石蜡的沸点很高。思考题5答：橡皮圈要位于浴液面的上方。如果位于液面下，随着温度升高，橡皮圈会膨胀，毛细管会脱落，使实验失败。思考题6答：酒精灯不时移开，暂缓加热。对问题7的回答：如果温度上升太快，材料将快速熔化，并且无法观察到熔点距离。思考题8答：不可以，这是因为第一次测过熔点后，有时有些物质会产生部分分解，有些会转变成具有不同熔点的其它是水晶状的。思考题9答：如果待测样品取得过多，内管内液体压力较大，会使得最后一个气泡出来时不能真实反应沸点温度。如果样品取得过少，有可能还没测出沸点，液体就已经挥发完了。测试问题1化合物的熔点为（）。a.常压下固液两相达到平衡时的温度b.任意常压下固液两相达到平衡时的温度测试问题2测定熔点的方法为（）。a.毛细管法b.熔点仪法c.蒸馏法d.分馏法测试问题3测量熔点时，火焰加热的位置（）。a.b形管底部b.b形管两支管交叉处c.b形管上支管口处d.任意位置测试问题4测量熔点时，温度计水银球的位置（）。a.b形管底部b.b形管两支管中间处c.液面下任意位置测试问题5测量熔点时，橡胶带的位置（）。a.液面下b.液面上c.任意位置测试问题6用微量法测量温度计（）水银球在沸点的位置。a.b形管底部b.b形管两支管中间处c.液面下任意位置测试问题7：用微量法测量橡胶带（）在沸点处的位置。a.液面下b.液面上c.任意位置测试问题8：如何放置熔点管（），用微量法测量沸点。a.不用封口，直接放入内管中b.封口，封闭端向下放入内管中c.封口，封闭端向上放入内管中测试问题9当用微量法测量沸点时，应记录的沸点温度为（）。a.内管中第一个气泡出现时的温度b.内管中有连续气泡出现时的温度c.内管中最后一个气泡不再冒出并要缩回时的温度测试问题10向挥发性液体中添加非挥发性溶质（）a.对沸点无影响；b.沸点降低；c.沸点升高。测试问题11以下陈述中的错误是（）a、熔点是指物质的固态与液态共存时的温度b、纯化合物的熔程一般介于0.5〜1°Cc、测定熔点是测定固体化合物纯度的一种方便有效的方法。D.初熔温度是指固体物质软化时的温度测试题12.下列说法中正确的是（）a、 杂质会增加熔点并延长熔化距离b、 用石蜡油做油浴，不能测定熔点在200C以上的熔点c、毛细管内有少量水，不必干燥d、用过的毛细管可重复测定测试问题13熔化距离（熔化范围）指化合物（）的温差。a、初熔与终熔。b、室温与初熔。c、室温与终熔。d、文献熔点与实测熔点。测试问题14当用毛细管法测量熔点时，使测定结果更高的因素有（）a、样品装得太紧b、加热太快c、加热太慢d、毛细管靠壁测试问题15当测量熔点时，如果存在以下条件，会产生什么结果？（1） 熔点管壁太厚。（2） 熔点管的底部没有完全封闭，仍然有一个针孔。（3）熔点管不干净。（4）样品未完全干燥或含有杂质。（5）样品研得不细或装得不紧密。（6）加热太快。测试问题16第一次测量熔点时已熔化的有机化合物能否第二次测量？为什么？答案：1.a2。ab3。b4。b5。b6。b7。b8。c9。c10。c11。d12。b13。a14。b15。答（1）管壁太厚，样品加热不均匀，熔点测量不准确，熔点数据容易偏高，熔化范围大。（2） 熔点管底部未完全封闭有一针孔，空气会进人，加热时，可看到有气泡从溶液中跑出接着溶液进人，结晶很快熔化，也测不准，偏低。（3） 熔点管不干净是指样品中有杂质，导致测量熔点低，熔点范围增大。（4） 样品未完全干燥，内有水分和其它溶剂，加热，溶剂气化，使样品松动熔化，也使所测熔点数据偏低，熔程加大.样品含有杂质的话情况同上。样品未经精细研磨和包装。它含