Билет №2 2. Температура плавления – капиллярный метод
Температура плавления, определенная капиллярным методом, представляет собой температуру, при которой последняя твердая частичка уплотненного столбика вещества в капиллярной трубке переходит в жидкую фазу.
# Весь процесс плавления протекает в течение определенного промежутка времени и определенного интервала температур: начало плавления – появление первой капли жидкости и конец плавления (температура плавления) – полный переходо вещества в жидкое состояние. Этот интервал температур, не должен превышать 2оС, если нет других указаний в частной статье.
# Целый ряд органических соединений при плавлении разлагается (происходит резкое изменение внешнего вида вещества, например вспенивание).
Такую температуру называют температурой разложения. Она в значительной мере зависит от скорости нагрева, поэтому при определении температуры разложения в частных статьях указывают скорость нагрева.
# Капиллярный метод применяют для определения температуры плавления твердых веществ, легко превращаемых в порошок. Если нет других указаний в частной статье, тот же прибор и методику применяют для определения других показателей, таких как образование мениска, диапазона плавления или температуры разложения, характеризующих поведение вещества при плавлении.
Прибор. Составными частями прибора являются:
- стеклянный сосуд (# круглодонная колба из термостойкого стекла емкостью 100-150 мл, длина горла – 20 см и диаметр горла – 3-4 см), содержащий жидкость (например, воду, вазелиновое или силиконовое масло), используемый в качестве бани и оснащенный подходящим устройством для нагрева;
- пробирка из термостойкого стекла, вставленная в стеклянный сосуд (колбу) и отстоящая от дна сосуда (колбы) на расстоянии 1 см; диаметр пробирки – 2-2,5 см.
- устройство для перемешивания, обеспечивающее одинаковую температуру внутри бани;
- термометр с меткой погружения и ценой деления не более 0,5оС. Разность между верхним и нижним делениями термометра в области измеряемой температуры – не более 100оС;
- запаянные с одного конца капиллярные трубки из безщелочного прочного стекла, диаметром от 0,9 мм до 1,1 мм и толщиной стенок от 0,10 мм до 0,15 мм.
# Во время определения температуры плавления ни колба, ни пробирка не должны быть закрыты герметически.
Методика. Если нет других указаний в частной статье, тонкоизмельченное в порошок вещество сушат в вакууме (статья2.2.32., способ b) над силикагелем безводным Р в течение 24 часов. Достаточное количество вещества помещают в капиллярную трубку до получения уплотненного столбика высотой от 4 мм до 6 мм.
Необходимое уплотнение вещества при заполнении капиллярной трубки можно получить, если ее несколько раз бросить запаянным концом вниз в стеклянную трубку длиной не мене 1,0 метра, поставленную вертикально на твердую поверхность. # Во внутреннюю пробирку прибора помещают термометр так, чтобы конец его отстоял от дна пробирки на 1 см.
Повышают температуру бани приблизительно на 10оС ниже предполагаемой температуры плавления и затем продолжают нагревание со скоростью около 1оС в минуту. Когда температура достигнет значения на 5оС ниже предполагаемой температуры плавления, помещают капиллярную трубку с веществом в прибор, опуская ее на нитке или другим каким-либо способом, например, быстро вынув термометр, прикрепляют к нему капиллярную трубку с веществом с помощью резинового колечка или тонкой проволоки и снова вносят в прибор. Нагревание регулируют так, чтобы к моменту плавления была достигнута необходимая скорость подъема температуры для веществ, устойчивых при нагревании:
0,5–1о в минуту – при определении температуры плавления ниже 100оС;
1–1,5о в минуту – при определении температуры плавления от 100оС до 150оС;
1,5–2о в минуту – при определении температуры плавления выше 150оС,
для веществ, неустойчивых при нагревании – от 2,5оС до 3,5оС в минуту.
При использовании прибора, описанного выше, капиллярную трубку погружают в баню так, чтобы ее запаянный конец находился на уровне центра шарика термометра, метка погружения которого находится на уровне поверхности жидкости. Отмечают температуру, при которой последняя твердая частичка перейдет в жидкую фазу. Проводят не менее двух определений. За температуру плавления принимают среднее значение. Расхождение между определениями не должно превышать 1оС.
Градуировка прибора. Для градуировки прибора используют подходящие вещества, пригодные для этих целей. Допускается применение других приборов, использующих капиллярный метод, если показано, что точность и правильность измерений будут не хуже, чем в случае применения прибора, описанного выше.