实验一、熔点的测定
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实验一、熔点的测定及温度计的校正【实验目的】1、了解熔点测定的意义,掌握毛细管法熔点测定的操作。
2、了解温度计校正的意义,学习温度计校正的方法。
【实验步骤】1、熔点管制备取内径1mm、长约6~7cm的毛细管,在酒精灯上将一端熔封,作为熔点管。
2、样品的装填取0.1~0.2克样品,放在干净的表面皿或玻片上,用玻璃棒或不锈钢研成粉末,聚成小堆,将毛细管的开口插入样品堆中,使样品挤入管内,把开口的一端向上竖立,通过一根长约40cm直立于玻璃片或蒸发皿上的玻璃管,自由落下,重复几次,直至样品的高度约2~3mm为止。
操作要迅速,防止样品防潮,吸入样品要结实,受热时才均匀,如果有空隙,不易传热,影响测定结果。
3、熔点的测定安装b型管熔点测定装置,进行样品的熔点测定并正确记录熔点。
要求每个样品进行两次以上的平行测定,每一次测定都必须用新的毛细熔点管新装样品,不能重复使用已测定过熔点的样品管。
样品:尿素、肉桂酸、二苯胺、苯甲酸、水杨酸、萘、肉桂酸和尿素的等量混合物,二苯胺和苯甲酸的等量混合物。
【注释】1、传温液的选择:熔点在80℃以下的用蒸馏水;熔点在200℃以下用液体石蜡、浓硫酸或磷酸;熔点在200~300℃之间用硫酸和硫酸钾(7:3)的混合液。
2、特殊试样的熔点的测定:①、易升华的化合物:将样品装入毛细熔点管后,将上端也封闭起来,进入热浴中。
因为压力对于熔点影响不大,所以用封闭的毛细管测定熔点对其影响可忽略不计。
②、易吸潮的化合物:装样速度要快,装好后立即将毛细管上端用小火加热封闭,以免在熔点测定过程中,试样吸潮使熔点降低。
③、易分解的化合物:有的化合物受热易分解,产生气体、碳化、变色等,由于分解产物的生成,将导致样品熔点下降。
分解产物生成的多少与加热时间的长短有关,因此测定易分解样品,其熔点与加热速度有关。
如将酪氨酸缓慢升温,测得熔点为280℃,而快速加热测得熔点为314~318℃,硫脲缓慢加热,测得熔点为157~162℃,快速加热测得的熔点为180℃,对于易分解的有机化合物的熔点的测定,需要作较详细的说明,在括号内注明“分解”。
熔点的测定有机化学实验报告一、实验目的和原理1.1 实验目的本实验的主要目的是通过测定有机化合物的熔点,了解其物理性质,为进一步研究和应用提供依据。
1.2 实验原理熔点是指物质从固态转变为液态的温度。
在有机化学中,熔点的测定通常采用差示扫描量热法(DSC)。
该方法通过测量样品与参比物在加热过程中的热量变化来计算样品的熔点。
具体操作过程如下:首先将待测样品和参比物分别放入加热器中,然后根据设定的升温速率进行加热。
当样品和参比物达到相同的温度时,记录此时的温度值。
由于不同物质的热容量不同,因此在升温过程中,样品和参比物吸收的热量也不同。
通过比较两者的热量变化,可以计算出样品的熔点。
二、实验器材和试剂2.1 器材本实验所需的器材包括:差示扫描量热仪(DSC)、恒温水浴、玻璃容器、毛细管等。
2.2 试剂本实验所用的试剂主要包括:苯甲酸、乙醇、异丙醇等有机溶剂,以及酚酞作为指示剂。
三、实验步骤3.1 准备样品和参比物取适量苯甲酸和乙醇,分别加入两个干净的玻璃容器中,使其充分溶解。
然后向其中一个容器中加入适量异丙醇,搅拌均匀。
这样就得到了一个含有苯甲酸-乙醇-异丙醇共溶体系的样品溶液。
另一个容器中只加入苯甲酸,作为参比物。
3.2 测量初始温度和体积使用恒温水浴将两个容器中的液体加热至室温,并记录下此时的温度值。
用毛细管吸取一定量的样品溶液和参比物溶液,分别注入到两个热容量瓶中。
记录下每个热容量瓶中液体的体积。
3.3 升温过程将装有样品和参比物溶液的热容量瓶放入差示扫描量热仪中,设置合适的升温速率(如10°C/min),开始加热。
在整个升温过程中,密切观察DSC曲线的变化。
当样品和参比物达到相同的温度时,停止加热。
3.4 记录数据并计算熔点根据DSC曲线上对应的温度值,可以计算出样品和参比物在升温过程中吸收或释放的热量。
然后根据热力学第一定律,可以求得样品的熔点。
需要注意的是,由于不同物质的热容量不同,因此在计算熔点时需要对样品和参比物的热容量进行校正。
实验一熔点的测定一、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和全自动熔点仪的使用方法。
二、实验原理1、熔点:一般定义是晶体物质受热由固态转变为液态时的温度。
严格的定义应当是晶体物质在一定大气压下固-液平衡时的温度,此时,固液共存,蒸气压相等。
2、熔程:全熔与初熔两个温度之差。
初熔:晶体的尖角和棱边变圆时的温度(或观察到有少量液体出现时的温度)。
全熔:晶体刚好全部熔化时的温度。
3、特点:⑴操作正确时,纯品有固定的熔点,熔程不超过0.5-1℃。
⑵混有杂质时,熔点下降,熔距拉长。
4、用途:⑴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。
甚至能区别熔点相近的有机物。
⑵根据熔程的长短可检验有机物的纯度。
注:多晶体样品有多个熔点,固熔体共熔混合物有固定的熔点。
5、测定方法:⑴毛细管法(Thiele管法、全自动熔点仪)。
⑵显微熔点测定仪。
三、物理常数乙酰苯胺m.p. 114-115℃四、主要仪器规格带胶塞的温度计,b形管(Thiele管),熔点毛细管,酒精灯,滤纸,称量瓶,小胶圈,石棉网,玻管五、主要试剂乙酰苯胺,液体石蜡,灯用酒精六、实验装置七、操作步骤【操作要点】⑴装样:研细,装实,高度2-3 mm。
易升华的化合物,装好试样后将上端封闭起来,因为压力对熔点的影响不大,所以用封闭的毛细管测定熔点其影响可忽略不计。
易吸潮的化合物,装样动作要快,装好后也应立即将上端在小火上加热封闭,以免在测定熔点的过程中,试样吸潮使熔点降低。
⑵准备热浴:浴液的选择与用量。
⑶装置:温度计及熔点毛细管的插入位置。
⑷ 加热:速度的控制。
温度在100℃以下,升温速度5℃/ min。
100-120℃之间,升温速度1-2℃/ min。
最好0.2-0.3℃/min。
⑸读数:小数点后一位数,初熔的温度,全熔的温度,熔点范围不超过2℃,偏差不超过1℃,重复两次以上,两次之间重复偏差不超过1℃,否则数据无效,重测。
附件二有机化学实验复习要点实验一熔点的测定(萘)1.所用仪器:b型管,温度计,毛细管,酒精灯2.操作步骤:⑴封管,要求封的紧密,光滑。
⑵装样:装样2-3毫米高,注意擦净管外的样品,装实,为装实要将样品研细。
⑶温度计与毛细管的固定,样品应在温度计水银球的中间,注意乳胶圈不要浸在传热介质中。
⑷向b型管中加导热物质(传热介质),注意传热介质液面应在b型管上叉口处。
⑸装仪器,注意十字夹(铁拳)、活夹(铁夹)的使用,十字夹缺口向上。
塞子缺口、温度计刻度应朝前方,便于观察温度的变化。
同时注意固定b型管的位置,不要夹在b型管的两个岔口之间。
加热的位置。
⑹粗测:找出熔点范围。
⑺精测:加热速度,开始升温5-6度/分,当低于熔点10-15度时,调整加热速度,以1-2度/分为宜,越接近熔点,升温越慢。
⑻读数,记下初熔和全熔的温度值,该化合物的熔程即:初熔——全熔,温度的读数应保留小数点后一位,如81.5;81.0。
⑼重测时应注意:热浴应冷却到样品近似熔点以下30度左右;再次放熔点管时,要擦去温度计上的液体石蜡;熔点管不能重复使用,因为有些物质受热会分解,有的可能转变成具有不同熔点的其它结晶形式。
3.存在的问题:(1)样品量(2-3毫米),多数加的过多。
(2)样品管的长度要和b型管匹配,有的过长或短。
(3)橡皮圈不要浸到传热介质中,有的没入其中。
(4)温度计、样品管的位置有人放的不对。
(5)传热介质的量有放的过多。
实验二苯甲酸的重结晶1. 所用仪器:布氏漏斗、吸滤瓶、循环真空泵。
2.操作步骤即重结晶的过程:①溶剂的选择:苯甲酸的重结晶用水。
②饱和溶液的制备:注意溶剂的量(应了解该化合物的溶解度),千万不能制成过饱和溶液,以防热过滤时损失。
苯甲酸3克,水加大约120毫升。
③脱色:用活性炭脱色,应注意沸腾时不能加入活性炭,活性炭应加粗品的1%-5%。
④热过滤:目的除去不溶性的杂质。
热过滤时注意保温、滤纸的折法。
⑤结晶的析出:热过滤的溶液静止,自然冷却,结晶慢慢析出。
实验一聚合物熔点测定熔点是晶态聚合物最重要的热转变温度,是聚合物最基本的性质之一。
因此聚合物熔点的测定对理论研究及对指导工业生产都有重要意义。
聚合物在熔融时,许多性质都发生不连续的变化,如热容量、密度、体积、折射率、双折射及透明度等。
具有热力学一级相转变特征,这些性质的变化都可用来测定聚合物的熔点。
本实验采用在显微镜下观察聚合物在熔融时透明度发生变化的方法来测定聚合物的熔点,此法迅速、简便,用料极少,结果也比较准确,故应用很广泛。
一、实验目的1. 了解显微熔点测定仪的工作原理。
2. 掌握显微熔点测定仪的使用方法。
3. 观察聚合物熔融的全过程。
二、仪器原理及结构将聚合物试样置于热台表面中心位置,盖上隔热玻璃,形成隔热封闭腔体,热台可按一定速度升温,当温度达到聚合物熔点时,可在显微镜下清晰地看到聚合物试样的某一部分的透明度明显增加并逐渐扩展到整个试样。
热台温度用玻璃水银温度计显示。
在样品熔化完瞬间,立即在温度计上读出此时的温度,即为该样品的熔点。
仪器结构如图所示。
光学系统由成像系统和照明系统两部分组成,成像系统由目镜、棱镜和物镜等组成;照明系统由加热台小孔和反光镜等组成。
图1 XT4型显微熔点测定仪三、试验用其他材料单面刀片一盒。
载玻片、盖玻片数片。
聚乙烯、聚丙烯粒料。
四、实验步骤1. 插上电源,将控温旋钮全部置于零位。
2. 仪器使用前必须将热台预热除去潮气,这时需将控温旋钮调置100V处,观察温度计至120℃,潮气基本消除之后将控温旋钮调至零位。
再将金属散热片置于热台中,使温度迅速下降到100℃以下。
3. 取一片干净载玻片放在实验台台面上,用单面刀片从试样粒料上切下均匀的一小薄片试样,放在载玻片上,盖上盖玻片,用镊子将被测试样置于热台中央,最后将隔热玻璃盖在加热台的上台肩面上。
4. 旋转显微镜手轮,使被测样品位于目镜视场中央,以获得清晰的图像。
5. 将控温旋钮旋到50V处,由微调控温旋钮控制升温速度为2℃~3℃/分钟,在距熔点10℃时,由微调控温旋钮控制升温速度在1℃/分钟以内,同时开始记录时间和温度,两分钟记录一次。
实验⼀、熔点的测定实验⼀熔点的测定⼀、实验⽬的1、了解熔点测定的基本原理及应⽤。
2、掌握熔点测定的操作⽅法。
⼆、实验原理(⼀)什么是熔点熔点是指在⼀个⼤⽓压下固体化合物固相和液相平衡的温度,这时固相和液相的蒸⽓压相等。
纯净的固体有机化合物⼀般都有⼀个固定的熔点。
当以恒定速率给固体供热时,⼀段时间内固体温度上升,到某⼀温度时,固体开始熔化,有少量液体出现,固液两相之间达到平衡,继续供热,固相不断转化为液相,温度不会上升,直⾄所有固体全部转化为液体,温度才会上升。
如图2-1所⽰。
图2-1化合物的相随时间和温度的变化(⼆)含杂质固体化合物的熔点降低图2-2为物质温度与蒸⽓压的关系图。
AB代表固相蒸⽓压随温度的变化,BC代表液相蒸⽓压随温度的变化,B是两曲线的交叉点,对应的温度T0下,固液两相的蒸⽓压相等,固液两相并存,这个温度T0即为该物质的熔点。
当温度⾼于T0时,固相全部转化为液相,低于T0时,液相全部转化为固相。
当固体化合物含有⾮挥发性杂质时,其液相蒸⽓压会降低,其液相蒸⽓压随温度的变化曲线DE在纯化合物曲线BC之下,固液两相在D点达到平衡,熔点降低,杂质越多,熔点越低。
图2-2物质温度与蒸⽓压的关系图(三)熔程(熔点范围、熔点距)熔程(m.p.):物质开始熔化(初熔)到全部熔化(终熔)的温度范围。
纯净的固体化合物有较为固定的熔点,其熔程较短,⼀般为为0.5-1℃。
当固体化合物含有可熔性杂质时,其熔点降低,熔程增⼤。
图2-3为⼆元混合物的相图。
图2-3⼆元混合物的相图a代表纯化合物A的熔点,b代表纯化合物B的熔点。
给含80%A和20%B的混合物加热,温度达到e(共熔点)时,A和B会以恒定的⽐例(60%A和40%B)共同熔化,共同熔化时温度保持不变;当B全部熔化后,只有固体A和熔化的共熔液体组分保持平衡;随着A继续熔化,液体中A的⽐例升⾼,A的蒸⽓压增⼤,A要继续熔化,固相的蒸⽓压也需要进⼀步提⾼,所以温度需要升⾼,当温度升到c时,A全部熔化。
实验一熔点的测定
一、实验目的
1、了解熔点测定的基本原理及应用。
2、掌握熔点测定的操作方法。
二、实验原理
(一)什么是熔点
熔点是指在一个大气压下固体化合物固相和液相平衡的温度,这时固相和液相的蒸气压相等。
纯净的固体有机化合物一般都有一个固定的熔点。
当以恒定速率给固体供热时,一段时间内固体温度上升,到某一温度时,固体开始熔化,有少量液体出现,固液两相之间达到平衡,继续供热,固相不断转化为液相,温度不会上升,直至所有固体全部转化为液体,温度才会上升。
如图2-1所示。
图2-1化合物的相随时间和温度的变化
(二)含杂质固体化合物的熔点降低
图2-2为物质温度与蒸气压的关系图。
AB代表固相蒸气压随温度的变化,
BC代表液相蒸气压随温度的变化,
B是两曲线的交叉点,对应的温度T0下,固液两相的蒸气压相等,固液两相并存,这个温度T0即为该物质的熔点。
当温度高于T0时,固相全部转化为液相,低于T0时,液相全部转化为固相。
当固体化合物含有非挥发性杂质时,其液相蒸气压会降低,其液相蒸气压随温度的变化曲线DE在纯化合物曲线BC之下,固液两相在D点达到平衡,熔点降
低,杂质越多,熔点越低。
图2-2物质温度与蒸气压的关系图
(三)熔程(熔点范围、熔点距)
熔程(m.p.):物质开始熔化(初熔)到全部熔化(终熔)的温度范围。
纯净的固体化合物有较为固定的熔点,其熔程较短,一般为为0.5-1℃。
当固体化合物含有可熔性杂质时,其熔点降低,熔程增大。
图2-3为二元混合物的相图。
图2-3二元混合物的相图
a代表纯化合物A的熔点,b代表纯化合物B的熔点。
给含80%A和20%B的混合物加热,温度达到e(共熔点)时,A和B会以恒定的比例(60%A和40%B)共同熔化,共同熔化时温度保持不变;当B全部熔化后,只有固体A和熔化的共熔液体组分保持平衡;随着A继续熔化,液体中A的比例升高,A的蒸气压增大,A要继续熔化,固相的蒸气压也需要进一步提高,所以温度需要升高,当温度升到c时,A全部熔化。
可以看出,杂质B的存在,使A的熔点降低,
并有较宽的熔程(e-c),反过来,A作为杂质可使化合物B的熔点降低,熔程变长(e-d)。
如果混合物的组成恰巧和最低共熔点组成相同时,会像纯粹化合物那样显示敏锐的熔点,但这样的情况极少见。
(四)熔点测定的应用——化合物的鉴定
①判断物质是否纯净。
②两物质的熔点差别较大时,可以分别测定其熔点进行鉴别。
③如果两物质熔点相同或相近时,也可对化合物进行鉴别。
因为当化合物混有杂质时,熔点会降低,熔程会变长。
如:已知物尿素的熔点为135℃,现有一未知样品,可能是尿素,也可能是肉桂酸(熔点为135-136℃),怎样确定该未知物是尿素还是肉桂酸?
先测未知样品的熔点,然后按照1:9、1:1、9:1的比例分别和尿素混合,如果混合物的熔点和熔程与尿素的基本接近,说明是尿素;如果熔点和熔程都降低,说明是肉桂酸。
三、仪器和药品
(一)仪器及器材
毛细熔点管、提勒管(b型管)、研钵、药匙、长玻璃管、温度计、缺口橡皮塞、橡皮圈、表面皿(2-3个)、玻璃棒、铁架台。
(二)药品
液体石蜡、尿素、肉桂酸、未知样品(尿素、肉桂酸。
)
四、实验方法和步骤
(一)实验方法
本次测定方法为毛细管法。
(二)实验步骤
1、样品的装入
取少许(约0.1g)干燥的粉末状样品放于干净表面皿上,用玻璃棒将其研细并集成一堆。
把毛细管(熔点管)开口一端垂直插人堆集的样品中,使一些样品进入管内。
然后把毛细管口向上竖立,在桌面上蹾几下,使样品掉人管底。
这样重复取样几次,装入2-3mm高的样品,尽量使样品装得紧密。
最后使毛细管从一
根长约50-60cm的玻璃管中自由下落到表面皿上,反复几次下落,这样可使样品装得更紧密。
毛细管外的样品粉末最后要擦干净以免污染热载体。
2、测定装置的装配
B型管中装入热载体,如,甘油、液体石蜡、硫酸等,本次用液体石蜡,热载体的高度高出上侧管即可。
用乳胶圈将毛细管捆在温度计上,乳胶圈应在石蜡之上,以防石蜡加热温度太高,熔化乳胶圈,污染石蜡,使石蜡带有颜色,从而不利于观察。
毛细管尽可能的贴紧温度计位于石蜡中部,毛细管中样品应位于水银球的中部;用带缺口的塞子作支撑套入温度计(从缺口能看到温度计的刻度),放到b型管中,让水银球处在b型管两叉口中部。
最后把b型管于颈部固定在铁架台上。
图2-4毛细管法测定熔点的装置
3、测熔点
用酒精灯先在b型管下测管处来回加热,然后固定在上下测管的转弯处给热载体加热。
在测定已知熔点的样品时,开始时升温速度可以快些(每分钟上升5℃左右),在距离熔点15-10℃时,调整火焰使每分钟上升约1—2℃,愈接近熔点,升温速度应愈缓慢,每分钟约0.2一0.3℃(为了保证有充分时间让热量由管外传至毛细管内使固体熔化,升温速度是准确测定熔点的关键,升温太快,所测熔点偏高;另一方面,观察者不可能同时观察温度计所示读数和试样的变化情况,只有缓慢加热才可使此项误差减小)。
记下样品开始塌落并有液相产生(出现湿润、小液滴)时(初熔)的温度和固体完全消失时(全熔)的温度读数,即为该样品的熔程。
同时还要观察记录在加热过程中手否有萎缩、变色、发泡、升华及炭化等现象,以供结果分析时参考。
熔点测定时,至少要有两次重复数据。
重复测试时,应将热载体温度自然降温30℃后再进行。
在测定未知熔点的样品时,应先初测熔点范围,再按上述方法细测。
图2-5毛细管内样品的状态的变化过程
五、实验内容
1、分别测定已知物尿素和肉桂酸的熔点。
(平行样应该测三次,如前两次数据接近,也可测两次)
2、测定未知物的熔点。
(此步骤可省略)
3、测定未知物与尿素混合物(约1:1)的熔点。
4、确定该未知物是尿素(135℃)还是肉桂酸(135-136℃)。
六、数据记录
样品第一次熔程第二次熔程第三次熔程
尿素
肉桂酸
未知样品
未知样品和尿素混合
物(1:1)
七、结果分析
八、思考题
1、毛细管装样时,样品为什么要干燥?毛细管、表面皿为什么要干净?
水分也是一种杂质;毛细管、表面皿如果不干净,会导致样品混有杂质,使测量结果偏低。
2、毛细管装样时,样品为什么要研细、要装得紧密?
样品研细的目的是为了在毛细管中样品装得更紧密,紧密的目的是为了毛细管中的样品受热均匀,传热均匀。
如果样品研的不细,毛细管中装得不紧密,空气传热慢,会导致所测结果偏高。
3、加热时为什么不能太快?
加热太快会容易错过初熔点及熔程的观察。
4、为什么不能将已测过熔点的毛细管冷却,使其中样品固化后再作第二次测定?
不能。
因为第一次测定熔点时已经熔化了的有机化合物可能晶形发生了改变,也可能在高温下发生了分解,那样会导致样品不纯。
5、测定熔点时,遇到下列情况将产生什么结果?
1)熔点管壁太厚(管壁太厚样品受热不均匀,熔点测不准,熔点数据易偏高,熔程大);2)熔点管不洁净(熔点管不洁净,等于样品中有杂质,致使测得熔点偏低,熔程加大);3)试料研的不细或装得不实(导热慢,所测熔点偏高,熔程拉大);4)加热太快(会使物质快速熔解,无法观察熔点距,或熔点偏高);
5)第一次熔点测定后,热浴液不冷却立即做第二次(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结晶形式)。
6、在熔点测定时,接近熔点时升温的速度为什么不能太快?
答:如果升温速度过快,会使物质快速熔解,无法观察熔点距,或熔点偏高。
7、如何鉴定两种熔点相同的晶体物质是否为同一物质?
答:将两种熔点相同的晶体物质等量混合后再测其熔点,如果熔点跟两种晶体物质的熔点相同,则为同一物质。
如果熔点降低且熔点距变宽,则为两种不同的物质。
8、测得A、B两种样品的熔点相同,将它们研细,并以等量混合,(1)测得混合物的熔点有下降现象且熔程增宽(2)测得混合物的熔点与纯A、纯B的熔点均相同。
试分析以上情况说明什么?
答:(1)说明A、B两个样品不是同一种物质,一种物质在此充当了另一种物质的杂质,故混合物的熔点降低,熔程增宽。
(2)除少数情况(如形成固熔体)外,一般认为这两种物质为同一种物质。