熔点测定法.doc

熔点测定法熔点测定法依照待测物质的性质不同，测定法分为下列3种。各品种项下未注明时，均系指第一法。 第一法 测定易粉碎的固体药品。 取供试品适量，研成细粉，除另有规定外，应按照各药品项下干燥失重的条件进行干燥。若该药品为不检查干燥失重、熔点范围低限在135以上、受热不分解的供试品,可采用105干燥；熔点在135以下或受热分解的供试品，可在五氧化二磷干燥器中干燥过夜或用其他适宜的干燥方法干燥，如恒温减压干燥。分取供试品适量，置熔点测定用毛细管（简称毛细管，由中性硬质玻璃管制成，长9cm以上,内径0.91.1mm，壁厚0.100.15mm，一端熔封；当所用温度计浸入传温液在6cm以上时，管长应适当增加，使露出液面3cm以上）中，轻击管壁或借助长短适宜的洁净玻璃管,垂直放在表面皿或其他适宜的硬质物体上，将毛细管自上口放入使自由落下,反复数次,使粉末紧密集结在毛细管的熔封端。装入供试品的高度为3mm。另将温度计（分浸型，具有0.5刻度,经熔点测定用对照品校正）放入盛装传温液（熔点在80以下者，用水；熔点在80以上者，用硅油或液状石蜡）的容器中，使温度计汞球部的底端与容器的底部距离2.5cm以上(用内加热的容器,温度计汞球与加热器上表面距离2.5cm以上)；加入传温液以使传温液受热后的液面适在温度计的分浸线处。将传温液加热,俟温度上升至较规定的熔点低限约低10时，将装有供试品的毛细管浸入传温液，贴附在温度计上(可用橡皮圈或毛细管夹固定)，位置须使毛细管的内容物部分适在温度计汞球中部；继续加热，调节升温速率为每分钟上升1.01.5，加热时须不断搅拌使传温液温度保持均匀，记录供试品在初熔至全熔时的温度，重复测定3次，取其平均值,即得。“初熔”系指供试品在毛细管内开始局部液化出现明显液滴时的温度。“全熔”系指供试品全部液化时的温度。测定熔融同时分解的供试品时，方法如上述，但调节升温速率使每分钟上升2.53.0；供试品开始局部液化时(或开始产生气泡时)的温度作为初熔温度;供试品固相消失全部液化时的温度作为全熔温度。遇有固相消失不明显时，应以供试品分解物开始膨胀上升时的温度作为全熔温度。某些药品无法分辨其初熔、全熔时，可以其发生突变时的温度作为熔点。第二法 测定不易粉碎的固体药品(如脂肪、脂肪酸、石蜡、羊毛脂等)。 取供试品，注意用尽可能低的温度熔融后，吸入两端开口的毛细管（同第一法，但管端不熔封）中，使高达约10mm。在10或10以下的冷处静置24小时，或置冰上放冷不少于2小时,凝固后用橡皮圈将毛细管紧缚在温度计(同第一法)上，使毛细管的内容物部分适在温度计汞球中部。照第一法将毛细管连同温度计浸入传温液中，供试品的上端应适在传温液液面下约10mm处；小心加热,俟温度上升至较规定的熔点低限尚低约5时,调节升温速率使每分钟上升不超过0.5，至供试品在毛细管中开始上升时,检读温度计上显示的温度，即得。 第三法 测定凡士林或其他类似物质。 取供试品适量，缓缓搅拌并加热至温度达9092时，放入一平底耐热容器中，使供试品厚度达到12mm1mm,放冷至较规定的熔点上限高810；取刻度为0.2、水球长1828mm、直径56mm的温度计(其上部预先套上软木塞,在塞子边缘开一小槽),使冷至5后,擦干并小心地将温度计汞球部垂直插入上述熔融的供试品中，直至碰到容器的底部（浸没12mm）,随即取出，直立悬置，俟黏附在温度计球部的供试品表面浑浊,将温度计浸入16以下的水中5分钟，取出，再将温度计插入一外径约25mm、长150mm的试管中，塞紧，使温度计悬于其中，并使温度计球部的底端距试管底部约为15mm；将试管浸入约16的水浴中，调节试管的高度使温度计上分浸线同水面相平；加热使水浴温度以每分钟2的速率升至38，再以每分钟1的速率升温至供试品的第一滴脱离温度计为止；检读温度计上显示的温度，即可作为供试品的近似熔点。再取供试品，照前法反复测定数次；如前后3次测得的熔点相差不超过1,可取3次的平均值作为供试品的熔点；如3次测得的熔点相差超过1时，可再测定2次，并取5次的平均值作为供试品的熔点。二、熔点的测定(包括微量法测沸点)1. 1. 在测定熔点时，某学生采取了下列操作是否可以？为什么？(1) (1) 用水洗熔点管。答：不能用水洗熔点管。否则，将混入水和其它杂质，影响测定结果。(2) (2) 检验熔点管是否密封好，用嘴吹气法。答：不对。只能用眼睛仔细观察，否则会混入水和其它杂质。(3) (3) 在纸上碾碎固体试样。答：在纸上碾碎固体试样，会带入纸毛等杂质。应该用干净的碾钵或表面皿和玻璃棒碾。(4) (4) 固定测定管的橡皮圈靠近溶液(浓H2SO4)的液面。答：不能靠近浓H2SO4的液面。否则在加热时，浓H2SO4体积膨胀，液面升高，橡皮圈易粘上浓H2SO4而使溶液变黑，影响测定结果。(5) (5) 使用Thiele管测熔点时，用单孔木塞固定温度计，并塞入管中。答：不能用单孔木塞固定温度计并插入Thiele管中，应该用开口塞。因为浓硫酸受热时，有少量SO3产生。如果在封闭体系中加热，则三氧化硫的量积累到一定程度时会冲开塞子，溅出浓硫酸而造成危险。(6) (6) 加热时，热源对准b形管下侧管的中部。答：这样操作不利于浓硫酸的对流。热源应对准b形管弯测管凸出部分的底部，使管内液体因温差而产生对流。 (7) 样品管中的样品位于温度计水银球的下部，而温度计的水银球位于b形管的上侧管处。答：样品管中的样品应位于温度计水银球的中部，而温度计的水银球应位于b形管上下两侧支管口连线的中点处。 (8)熔点测定结束时，立即从浓硫酸中取出温度计，用冷水冲洗。答：取出的温度计应让其冷却到室温。然后，用废纸擦去其表面的浓硫酸，再用水冲洗。否则，热的温度计遇到冷水会因骤冷而破裂。2. 2. 当你装好样品管后随同温度计插入浴液硫酸中，不久出现下列现象，是何缘故？说明处理的方法。(1) (1) 发现样品管中的样品已经发黄或溶解。答：说明熔点管没有封闭好，发生漏管现象。应将熔点管取出弃去，换上新的熔点管测定。(2) (2) 浴液浓硫酸出现棕或棕黑色。答：浴液浓硫酸触及橡皮圈，或漏管，或混入其它杂质而产生变色。应倒出一些浓硫酸并加入少量硝酸钠或硝酸钾固体，加热便会褪去颜色。3. 3. 有一学生把带有样品管的温度计插入浴液浓硫酸中时，发现样品管偏离温度计，能否继续熔点测定？分析原因并予以纠正。答：如果样品管偏离温度计就不能继续进行熔点测定。发生这一现象的原因有：(1) 熔点管长度不够或弯曲；(2) 橡皮圈扎在样品管的顶端；(3) 浴液浓硫酸的液面过高，加热后浓硫酸还会膨胀，因浮力过大而使样品管偏离温度计。 纠正方法：(1)熔点管的长度不少于70 mm,而且要直；(2)橡皮圈应扎在样品管的上中部；浴液浓硫酸的液面应不超过b形管上侧支线或高出0.5 cm左右。4. 4. 测定熔点时，造成的误差与哪些因素有关？主要因素是哪几个？答：熔点测定的结果是否准确与样品的纯度、样品的多少、样品的细度与装填的是否紧密、加热速度等因素有关。加热速度是主要因素。5. 5. 为什么说熔点测定的误差太大多数是由于加热太快造成的？答：这是因为：(1) 浴液与样品之间，以及样品内部的热量传递都需要时间；(2) 观察者同时观察温度计的读数和样品的熔化也需要时间。如果慢慢加热升温，让热量有足够的时间从熔点管外部传递到熔点管内，而观察者又能同时观察温度计的读数和样品的熔化过程，这样测定的结果误差就小。6. 6. 有位同学为了节约样品，用第一次测熔点时已熔化过、经冷却又凝固的样品进行第二次熔点测定，请问是否可以？为什么？答：不可以。因为有些样品在其熔化温度附近会发生部分分解；有些会转变为具有不同熔点的其它晶形。如硬脂酸甘油酯就有三种熔点不同的晶形。再说由于急速冷却，得到的晶体肯定更不整齐。如果用这样的固体试样再测熔点，误差就很大。7. 7. 测定熔点时，如果样品不纯(含杂质)，其熔点为什么会降低？答：根据拉乌尔定律，一定压力下，在溶剂中增加溶质的量(摩尔数)，溶剂的蒸汽压就会降低。因此该混合物的熔点必定比纯物质的熔点低。8. 8. 某同学认为如果测得A、B两种物质的熔点相同，则A、B一定是同一物质。这种说法是否正确？你是如何证明A、B是否为同一物质？答：不正确。证明A、B是否为同一物质的方法：先分别准确测定A、B的熔点。如果它们的熔点不同，则不是同一物质(因为任何纯物质都有一定的熔点)。如果A、B的熔点相近或相同，则应将A、B等体积(或按其它比例)混合均匀后，再测其混合物的熔点。若测出的熔点与A(或B)的相同或熔程较窄(不超过1oC)，则A、B为同一物质。如果测出的熔点与A(或B)的熔点不同而且熔程较宽，熔点较低，则A、B为不同的物质。9. 9. 测定熔点，如果没有熔点管，是否可以用其它仪器代替？答：可用烧杯和搅拌棒代替b形管。最好在搅拌棒的下部烧制一个环形的玻璃搅拌器，便于上下搅动，使浴液温度均匀。10. 10.测熔点与微量法测沸点在仪器上有何异同处？你如何观察微量法测定时沸点的温度？答：其仪器装置基本相同。不同之处是将附在温度计上的熔点测定毛细管改为沸点管(直径5 mm),放入少许被测有机物，并插入一根上部封口的毛细管(直径1 mm)(也称“起泡管”)。当加热至毛细管口连续出现气泡时，停止加热，随着温度的逐渐降低，放出气泡的速度变得缓慢，当最后一个气泡在毛细管口欲进欲出时，此时温度计所显示的温度即为该液体有机物的沸点。因为这时毛细管内液体的蒸汽压与外界的大气压相等。11. 11.熔点及沸点(微量法)测定时，所需的毛细管(或沸点管)应怎样熔封？答：熔封毛细管或沸点管时，应使毛细管或沸点管与火焰中心轴成45 度夹角，将待封管接触火焰的边缘，同时快速转动毛细管或沸点管。晶体化合物的熔点测定（续1） 图3-6 提勒管 在毛细管法中，目前应用最广泛的是提勒管法。提勒管(Thiele tube)的主管像一支试管，其尾部卷曲与主管相连，如图3-6中所示。图中为改进型的提勒管，因其形状像英文字母b，所以也称b形管或b管。目前b形管的应用更广泛一些。用提勒管法测定熔点的操作步骤为： 安装装置。将提勒管竖直固定于铁架台上，加入选定的载热液，载热液的用量应使插入温度计后其液面高于上支管口的上沿约1cm为宜。插入带有塞子的温度计。温度计的量程应高于待测物熔点30以上。温度计的安装高度应使其水银球的上沿处于提勒管上支管口下沿以下约2cm处。如用b管，则应使温度计的水银球处于上、下支管口的中间位置。温度计需竖直、端正，不能偏斜或贴壁。塞子以软木塞为好，无软木塞时也可用橡皮塞，但橡皮塞易被有机载热液溶胀，也易被硫酸载热液碳化而污染载热液，所以应尽量避免橡皮塞触及载热液。塞子的侧面应用小刀切一切口，以利透气和观察温度，在该段温度不需观察的情况下，也可用三角锉刀锉出一个侧槽而不切口。 测熔点的毛细管的制作。见第117118页毛细管的拉制部分。 装样。取一根拉制好的，长约15cm，直径约1mm，两端封闭的毛细管，从中间切断，并使切口平整，即得两支熔点管。取充分干燥的固体样品少许，置于干燥洁净的表面皿上，用玻璃钉将其研成细粉，然后拢成一个小堆，把熔点管开口端向下插入样品堆中，即有一部分样品进入熔点管。把熔点管倒过来使开口端向上，从一根竖直立于实验台上的、长约40cm的、内壁洁净干燥的玻璃管上口丢下，使熔点管在玻管中自由落下，样品粉末即震落于熔点管底部。再将熔点管倒过来使开口端向下，重新插入样品堆中并重复以上操作。经数次之后，熔点管底部的样品积至约3mm高时，可使熔点管在玻璃管中多落几次，以使样品敦实紧密。最后用卫生纸将熔点管外壁沾着的固体粉末擦净，以免污染载热液。图3-7提勒管法测定熔点 测定和记录。把温度计从硫酸中取出，在提勒管内壁上刮去过多的硫酸。借助于温度计上残余硫酸的粘合力将装好了样品的熔点管粘附在温度计上，使熔点管内的样品处于温度计水银球的侧面中部位置。将温度计连同粘附的熔点管一起小心地插回提勒管中去，使熔点管仍然竖直地紧贴温度计，处于靠近上支管口一侧或其对面一侧。因为前者在加热时会受到来自上支管口的回流的载热液的直接冲击而被紧紧压在温度计上；后者则会被温度计背面所产生的液体涡旋紧压在温度计上(见图3-7)。温度计的刻度应处于方便观察的角度。最后点燃煤气灯，在上下支管交合处加热，如图3-7所示。开始加热速度可稍快，每分钟上升23；当温度升至样品熔点以下510时，减慢加热速度使每分钟上升一度；在接近熔点时加热速度宜更慢。正确控制加热速度是测定结果准确与否的关键。因为传热需要时间，如果加热太快，来不及建立平衡，会使测定结果偏高，而且看不清在熔融过程中样品的变化情况。 样品中出现第一滴可以看得见的液珠时的温度即为初熔点；样品刚刚全部变得均一透明时的温度即为全熔点。在初熔之前还往往会出现萎缩、塌陷等情况，也需详细记录。例如，样品在154开始萎缩，155.5初熔，156.5全熔，可记为：熔程155.5156.5(154萎缩)。读数时眼睛应与温度计汞线上端相平齐，以免造成视差。 每个样品应平行测定23次，以各次测得的初熔点和全熔点的平均值作为该次测得的熔点，而以各次所得熔点的平均值作为最终测定结果。 每测完一次后移开火焰，待温度下降至熔点以下约30后取出温度计，将熔点管拨入废物缸，重新粘上一支新的已装好样品的熔点管做下一次测定，不可用原来的熔点管做第二次测定。因为样品重新凝固后可能晶态有所改变，不一定能再现前一次的测定结果。当需要测定几个不同样品的熔点时，应按照熔点由低到高的顺序依次测定，因为等待载热液的温度下降需要较长的时间。测定未知物的熔点时，可用较快的升温速度先粗测一次，确定熔点的大致范围后，再按照已知样品那样做精确测定。如果样品易于升华，在装好样品后可将熔点管的开口端也用小火熔封，然后测定。 在测定工作全部结束后，取出温度计，用实心塞子塞紧提勒管口，以免载热液吸水或被污染。取出的温度计需冷至接近室温，用废纸揩去硫酸后再用水冲洗。不可将热的温度计直接用水冲洗，否则可能造成温度计炸裂。 常见故障的处理。若载热液变黑无法观察，在硫酸为载热液时，可加入少量硝酸钾固体并加热，一般能变得较为清亮，便于观察。当载热液为有机液体时，则需更换载热液。若温度计插入后，熔点管倾斜、漂浮或贴壁，可能有两种原因：一是操作上的失误，二是毛细管太粗，浮力过大。前者需要将熔点管取出重新粘附好，重新小心地插入；后者需用一小橡皮圈在靠近开口端的地方将熔点管固定在温度计上。在这种情况下应小心地避免橡皮圈接触和污染载热液。如果在加热之前样品迅速自下而上地变黑，则是熔点管底部封结不好，有硫酸渗入，样品碳化，需更换熔点管。如遇加热过快而未能准确地看清熔程时，也需更换熔点管重新测定。晶体化合物的熔点测定（续2） (2)显微熔点测定法 显微熔点测定仪是在普通显微镜的载物台上装置一个电加热台，如图3-8所示。样品是被夹在两片18mm见方的载玻片之间，放置在电热台上，由可变电阻器控制加热台内的电热丝加热，通过目镜和物镜观察样品的晶形及变化。装温度计的金属套管水平地装置于电热台侧面。利用显微熔点测定仪测定熔点的操作为： 图3-8显微熔点测定仪 1目镜；2物镜；3电加热台；4手轮；5反光镜；6底座； 7可移动的载片支持器；8调节载片支持器的拨物圈； 9连接可变电阻器插孔；10温度计套管；11温度计； 12表盖玻璃；13金属散热板 在采光良好的实验台面上放好显微熔点测定仪，在电热台侧面装上温度计套管，在套管中插入选定的温度计并转动至便于观察的角度。 将与仪器配套的可变电阻的输出插头插入电热台侧面的插孔。 用不锈钢刮匙挑取微量样品放在一块18mm18mm的干净载玻片上，再用另一块同样的载玻片将样品盖好，轻轻按压并转动，使上、下两块玻片贴紧。用干净的镊子将玻片夹好，小心平放于电热台上，然后用拨物圈移动载玻片，使样品位于电热台中心的小孔上。转动反光镜并缓缓旋转手轮，调节显微镜焦距，使晶体对准光线的入射孔道，至视野中获得最清晰的图像为止。 盖上桥玻璃(桥玻璃宽20mm，长30mm，高34mm，是用来保温的)，再盖上表盖玻璃形成热室。重新调节显微镜焦距，使物像清晰。 调节可变电阻的旋钮到与被测物的熔点相匹配。与仪器配套的可变电阻的刻度盘上往往直接标出相应的位置所能达到的温度上限，因而可以直接确定旋钮停留的最佳位置。然后接通电源，开始加热，观察温度变化并通过显微目镜观察样品的晶形变化。当晶体棱角开始变圆时即为初熔，当晶体刚刚全部消失，变为均一透明的液体时的温度即为全熔，在此过程中可能会相伴产生其他现象，如晶形改变等，都要详细记录。 测定完毕，切断电源，取下盖玻璃和桥玻璃，用镊子小心地取下载玻片。如需再测一次或测定另一个样品，可将金属散热板放在电热台上，待温度下降到熔点以下约30时取下金属散热板，换上另两片夹有样品的载玻片进行测定。 全部测定工作结束，切断电源，拔下可调电阻的输出插头，取出温度计，旋下温度计套管。用脱脂棉球蘸取丙酮擦去载玻片上的样品，用丙酮洗净，收入原来的盒子。将各部件收入原来的位置。 显微熔点测定法中，样品也可以装在毛细管中，以电加热，通过放大镜观察样品熔融情况，称为电热熔点仪测定熔点的方法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