测定熔点

2020-06-05 09:57

实验名称:熔点测定,沸点测定及温度计较正

一、实验目的

1、了解熔点及沸点测定的意义; 2、掌握熔点及沸点测定的操作方法;

3、了解利用对纯粹有机化合物的熔点测定校正温度计的方法。

二、实验原理

熔点是固体有机化合物固液两态在大气压力下达成平衡的温度,纯净的固体有机化合物一般都有固定的熔点,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℃。

沸点即化合物受热时其蒸气压升高,当达到与外界大气压相等时,液体开始沸腾,此时液体的温度即是沸点,物质的沸点与外界大气压的改变成正比。

化合物温度不到熔点时以固相存在,加热使温度上升,达到熔点时,开始有少量液体出现,此后,固液两相平衡。继续加热,温度不再变化,此时加热所提供的热量使固相不断转变为液相,两相间仍为平衡,最后的固体熔化后,继续加热则温度线性上升。因此在接近熔点时,加热速度一定要慢,每分钟温度升高不能超过2℃,只有这样,才能使整个熔化过程尽可能接近于两相平衡条件,测得的熔点也越精确。熔点和沸点都是化合物的重要物理常数,有一定实际意义。

三、基本操作训练:(含仪器装置和主要流程)

毛细管的制法;样品填装;升温速度的控制以及相关的基本操作;样品纯度的判断。

【操作步骤】 熔点测定

1、熔点管的制备

毛细管的直径一般为1-2毫米,长50-70毫米。毛细管一端用小火封闭,直至毛细管封闭端的内径有两条细线相交或无毛细现象。

2、试样的装入

取样品少量放在洁净的表面玻璃上研成粉末.将毛细管开口一端插入粉末中,再使开口一端向上轻轻在桌面上敲击,使粉末落入管底。亦可将装有样品的毛细管反复通过一个长玻管,自由落下,这样也可使样品很均匀地落入管底。样品高约2—3毫米。样品必须均匀地落入管底,否则不易传热,影响测定结果。利用传热液体可将毛细管粘贴在温度计旁,样品的位置须在温度计水银球中间。

3、熔点的测定 熔点测定的操作关键是用小火缓缓加热,以每分钟上升3-4oC的速度升高温度至与所预料的熔点相差l5oC左右时,减弱加热火焰,使温度上升速度每分钟约l-2oC为宜。此时应特别注意温度的上升和毛细管中样品的情况。记录当毛细管中样品开始蹋落并有液相产生时(初熔)和固体完全消失时(全熔)的温度,此即为样品的熔点。 沸点测定

取1—2滴无水乙醇样品置于沸点管中,使液柱高约1cm。再放入封好一端的毛细管,并使封口朝上,然后将沸点管用小橡皮圈附在温度计旁,放入水浴中进行加热。

随着温度升高,管内的气体蒸气压升高,毛细管中会有小气泡缓缓逸出,在到达该液体的沸点时,将有一连串的小气泡快速地逸出。此时可停止加热,使浴温自行下降,气泡逸出的速度即渐渐减慢,当气泡不再冒出而液体刚要进入毛细管的瞬间(即最后一个气泡刚欲缩回至毛细管中时),表示毛细管内的蒸气压与外界压力相等,此时的温度即为该液体的沸点。

四、实验关键及注意事项

1、拉制毛细管时,玻璃管必须均匀转动加热,并注意使端头封闭,以防影响测定。 2、样品的填装必须紧密结实,高度约2—3mm。

3、熔点测定时,注意使温度计水银球位于b形管上下两叉口之间。

4、控制升温速度,并记录样品熔点范围。

5、微量法测定沸点应注意加热不能过快,被测液体不宜太少,以防液体全部气化。判断何时为样品的沸点,并正确记录。

五、主要试剂及产品的物理常数:(文献值)

性状 名 称 二苯胺 乙酰 苯胺 苯甲酸 水杨酸

分子量 169.22 135.16 122.12 138.12 折光率 比重 熔点℃ 54-55℃ 114.3 122.4 159 沸溶解度:克/100ml溶剂 点℃ 水 醇 醚 六、主要试剂用量规格

二苯胺、乙酰苯胺、苯甲酸和水杨酸混和物、无水乙醇、工业乙醇

七、提问纲要

1、三个瓶子中分别装有A,B,C三种白色结晶的有机固体,每一种都在149—150℃熔化。一种50:50的A与B的混合物在130—139℃熔化;一种50:50的B与C的混合物在什么样的温度范围内熔化呢?你能说明A,B,C是同一种物质吧? 2、测定熔点时,若遇下列情况,将产生什么样结果? (a) 熔点管壁太厚。

(b) 熔点管底部未完全封闭,尚有一针孔。 (c) 熔点管不洁净。

(d) 样品未完全干燥或含有杂质。 (e) 样品研得不细或装得不紧密。 (f) 加热太快。

八、时间分配及控制

计划安排3.5h

实验名称: 简单蒸馏及分馏

一、 实验目的

1、熟悉和掌握蒸馏和分馏的基本原理,应用范围,了解蒸馏和测定沸点的意义 2、熟练掌握蒸馏的操作要领和使用方法;

3、掌握分馏柱的工作原理和常压下的简单分馏操作方法。

二、 实验原理

实验证明,液体的蒸气压只与温度有关。即液体在一定温度下具有一定的蒸气压。当液态物质受热时蒸气压增大,待蒸气压大到与大气压或所给压力相等时液体沸腾,这时的温度称为液体的沸点。

将液体加热至沸腾,使液体变为蒸气,然后使蒸气冷却再凝结为液体,这两个过程的联合操作称为蒸馏。蒸馏是提纯液体物质和分离混合物的一种常用方法。纯粹的液体有机化合物在一定的压力下具有一定的沸点(沸程0.5-1.5C)。利用这一点,我们可以测定纯液体有机物的沸点。又称常量法。对鉴定纯粹的液化有机物有一定的意义。

应用分馏柱将几种沸点相近的混合物进行分离的方法称为分馏。将几种具有不同沸点而又可以完全互溶的液体混合物加热,当其总蒸气压等于外界压力时,就开始沸腾气化,蒸气中易挥发液体的成分较在原混合液中为多。在分馏柱内,当上升的蒸气与下降的冷凝液互相接触时,上升的蒸气部分冷凝放出热量使下降的冷凝液部分气化,两者之间发生了热量交换,其结果,上升蒸气中易挥发组分增加,而下降的冷凝液中高沸点组分(难挥发组分)增加,如此继续多次,就等于进行了多次的气液平衡,即达到了多次蒸馏的效果。这样靠近分馏柱顶部易挥发物质的组分比率高,而在烧瓶里高沸点组分(难挥发组分)的比率高。这样只要分馏柱足够高,就可将这种组分完全彻底分开。

蒸馏和分馏的基本原理是一样的,都是利用有机物质的沸点不同,在蒸馏过程中低沸点的组分先蒸出,高沸点的组分后蒸出,从而达到分离提纯的目的。不同的是,分馏借助于分馏柱使一系列的蒸馏不需多次重复,一次得以完成(分馏即多次蒸馏),应用范围也不同,蒸馏时混合液体中各组分的沸点要相差30℃以上,才可以进行分离,而要彻底分离沸点要相差110℃以上。分馏可使沸点相近的互溶液体混合物(甚至沸点仅相差1-2℃)得到分离和纯化。工业上的精馏塔就相当于分馏柱。

o

三、基本操作训练:(含仪器装置和主要流程图)

蒸馏及分馏装置的正确安装和应用

蒸馏装置 温度计水银球位置

a.球形分馏柱;b.韦氏(Vigreux)分馏柱 c.填充式分馏柱分馏装置 a. b. c

【操作步骤】 简单蒸馏操作

(1)加料 仪器安装好后,取下温度计套管和温度计,在蒸馏头上放一长颈漏斗,慢慢将蒸馏液体倒入蒸馏瓶中,注意漏斗下口处的斜面应超过蒸馏头支管的下限。

(2)加沸石 为防止液体暴沸,加入2—3粒沸石。如果加热中断,再加热时,须重新加入沸石。


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