Визначення температурьі плавлення

Кожне кристалічна органічна сполука володіє певною температурою плавлення. Різниця між температурою, при якій з'являється рідка фаза, і температурою повного рас плавлення речовини для чистих речовин не повинна перевищувати 0,5 °. Присутність в даній пробі навіть мінімальних кількостей домішок призводить до того, що речовина плавиться нижче властивою йому температуру плавлення і плавлення відбувається в більш широкому інтервалі температур. Виняток становлять так звані евтектіческіе суміші двох або більше компонентів. Такі суміші характеризуються «різкій» температурою плавлення, сильно відрізняється від температур плавлення чистих компонентів.

Певні суміші речовин, які способу ють тверді розчини, що не володіють максимумом і мінімумом температури плавлення, можна розділити шляхом ретельної дробової кристалізації. При етом потрібно визначати температуру плавлення речовини перед кристалізацією і після кожної чергової перекристалізації. Якщо після двох послідовних кристалізації температура плавлення вешества залишається постійною, ето доводить, що речовина чисте і однорідне.

Визначення температури плавлення полягає в поступовому нагріванні близько 0,001 є речовини в капілярної люльковий, вміщеній разом з термометром в

нагрівальної бані, до повного розплавлення даної проби. Температурою плавлення речовини вважають інтервал температур з моменту появи рідкої фази в капілярі до моменту повного зникнення твердої фази.

Капіляри для визначення температури плавлення повинні мати приблизно такі розміри: довжину 40-50 мм, внутрішній діаметр 1-1,5 мм. Їх готують із тонкостінних скляних трубок діаметром 10-12 мм. Трубки, призначені для виготовлення капілярів, слід добре вимити хромовою сумішшю і водою і сполоснути дистильованою водою. Після сушіння трубку нагрівають (обертаючи її пальцями) на пальнику з насадкою «ластівчин хвіст»; ширина обігрівається поля повинна становити 5-8 см.

Коли скло стане пластичним, трубку виймають з полум'я і повільно, обертаючи, розтягують до отримання капіляра потрібного діаметру. Після охолодження стінки трубки обережно надрізають ножем для різання скла і розламують на шматки завдовжки 40-50 мм. Більш вузький кінець, капіляра запаюють, нагріваючи його в слабкому полум'ї пальника.

Близько 0,1 г речовини ретельно розтирають в агатової ступці або на годинному склі. Відкритим кінцем капіляра набирають у нього небагато речовини і кидають його запаяним кінцем вниз в скляну трубку завдовжки 80-90 см, поставлену вертикально на лабораторний стіл.

Цю операцію наповнення капіляра повторюють кілька разів до отримання в капілярі добре ущільненого стовпчика речовини висотою близько 2 мм.

Наповнений таким чином капіляр прикріплюють до термометра так, щоб стовпчик речовини припадав на середині ртутного кульки термометра (рис. 145). Найбільш простий спосіб прикріплення капіляра до термометра в тих приладах, де термометр разом з капіляром занурюють прямо в рідину, полягає в приклеюванні капіляра до термометра крапелькою етой рідини. У тих приладах, в яких термометр не занурюється безпосередньо в нагріває рідину, капіляр прикріплюється до термометра за допомогою мідної, срібною або нікелевої зволікання. Для етой мети можна застосовувати гумку або нитку, так як каучук і волокно при високих температурах легко розкладається, забруднюючи прилад і рідина, що заповнює баню, продуктами розкладання.

Рис. 146. Різні типи приладів для визначення температури плавлення: 1 - найпростіший прилад для нагрівання безпосередньо в рідині без перемішування, б-прилад з мішалкою; в-прилад з воздухподводящей трубкою для перемішування рідини; г-прилад для визначення температури плавлення при нагріванні капіляра в обігрівається пробірці; д - прилад для паралельного визначення температури плавлення в двох капілярах.

При визначенні температури плавлення істотне значення має швидкість нагрівання. Тому визначення температури слід вести в таких умовах, щоб поблизу точки плавлення швидкість підвищення температури не перевищувала 1 ° у хвилину. У звичайних скляних приладах швидкість підвищення температури регулюється висотою полум'я пальника. У електрічеськіх приладах для визначення температури плавлення вона регулюється автоматично.

Найбільш простий прилад для визначення температури плавлення зображений на рис. 146, а. Він складається з колби К'єльдаля, заповненою рідиною. Термометр разом з капіляром зміцнюють в шийці колби на пробці, в якій прорізають канал для спостереження за стовпчиком ртуті термометра. Колбу нагрівають на полум'ї пальника. Простий прилад для визначення температури плавлення, що представляє собою склянку з мішалкою, показаний на рис. 146,6. Інший часто вживаний тип приладу показаний на рис. 146, тобто Термометр з капіляром поміщають в широкій трубці приладу. Бічне відгалуження трубки нагрівають пальником. Черезнагрівальну рідина пропускають повільний струм повітря.

На рис. 146, р зображений прилад, при користуванні яких термометром з капіляром зміцнюють на пробці у внутрішній пробірці і капіляр в літку разі не стикається з нагрівальної рідиною. На рис. 146, д зображений прилад для визначення температури плавлення в двох капілярах відразу.

В якості нагрівальної рідини в приладах для визначення температури плавлення найчастіше застосовують прозоре парафінове масло (температура розкладання 220 °) або концентровану сірчану кислоту (до температури 230 °). Для визначення температури плавлення понад 2200 застосовують суміш 70 частин концентрованої сірчаної кислоти і 30 частин сульфату калію або 55 частин концентрованої сірчаної кислоти і 45 частин бісульфату калію. Така суміш при кімнатній температурі являє собою в'язку рідину, відержівающую нагрівання до 350 °.

Відомо, що температура плавлення сполук, що містять сліди домішок, завжди нижче температури плавлення чистого однорідного речовини. Ето обставина використовують також для ідентифікації з'єднань. Якщо при синтезі виходить речовина, яка по ходу реакції і за встановленою температурою плавлення можна вважати ідентичним з уже відомим з'єднанням, то ету ідентичність легко довести.

Для етой мети готують добре подрібнену суміш отриманого речовини з рівною кількістю заведемо чистого з'єднання і визначають температуру плавлення етой суміші. Визначення температури плавлення слід проводити одночасно в трьох капілярах, заповнених досліджуваною речовиною, завідомо чистимо речовиною і їх сумішшю (рис. 146,6). При збігу етіх температура плавлення ідентичність з'єднань можна вважати доведеною. Винятки зустрічаються тільки в разі ізоморфних сполук.