Глава 20

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ

Каждая чистая жидкость кипит при вполне определен­ной постоянной температуре, зависящей от внешней! давления. Таким образом, постоянство темпед ратуры кипения жидкости можем служить* критерием ее чистоты. Если высушенная жидкость при определенном давлении (нормальном или пониженном) полностью перегоняете! при температуре, указанной в справочнике, то с известным основанием можно утверждать, что она является химически чистой. В противном случае жидкость чем-то загрязненая

В лабораторной практике часто приходится опредёЁ лять температуру кипения жидкостей.

Самым простым прибором для определения темпера-; туры кипения является прибор, изображенный на рис. 499.; Это — круглодонная колба /, имеющая широкое горлб^ Последнее закрывают пробкой, в которую вставлены тера мометр 2 и согнутая трубка 3. Емкость колбы / должна быть не менее 50 мл. Жидкость, температуру кипения ко! торой нужно определить, наливают в количестве, равном приблизительно V₄ объема колбы. При определении тем! пературы кипения чистой жидкости резервуар термометр^ находится на небольшом расстоянии от поверхности жидкости и не должен касаться ее. Если определяют тем! пературу кипения раствора, то резервуар термометр! опускают в жидкость. Образующиеся пары жидкости уходят через изогнутую трубку 3, которую можно соедга нить с холодильником.

Если температура кипения жидкости не выше 90 °С| то нагревать ее лучше всего на водяной бане. Если тем-1

* Следует иметь в виду, что жидкие азеотропные смеси также кипят при постоянной температуре (см. стр. 492).

634

пература кипения выше 90 °С, то нагревать можно при помощи маленькой газовой горелки или электрической во­ронкообразной печи (колбонагревателя).

Наблюдения за показаниями термометра следует вести в течение не менее 15 мин и считать температурой кипения ту, которую будет показывать установившийся столбик ртути.

Если взята чистая жидкость, постоянная температура кипения устанавливается быстро; если же жидкость со­держит какие-либо примеси, температура кипения будет изменяться.

Так как все температуры кипения, указываемые в справочниках, относятся к нормальному давлению (760 мм рт. ст.), то полученную температуру кипения также следует привести к этому давлению. Поэтому одно­временно с показаниями термометра следует обязательно отмечать атмосферное давление по барометру и запись вести, например, так:

Температура кипения ... 132 °С Показание барометра . . . 753 мм рт. ст.

На основании этих данных вычисляют температуру кипения жидкости при 760 мм рт. ст.

Для многих жидкостей в справочниках есть таблицы поправок температур кипения при разных давлениях для приведения их к 760 мм рт. ст.

Если же таблиц нет, то можно вычислить вероятную поправку, так как температура кипения многих жидко­стей при 760 мм рт. ст. изменяется приблизительно оди­наково— на 0,038 °С (или 3/80) с изменением давления на 1 мм рт. ст. Если давление В, определяемое по баро­метру, меньше 760 мм рт. ст., то к наблюдавшейся тем­пературе кипения следует прибавить величину, получае­мую из формулы:

^=80 (760-В)

Если давление выше, то вычитают величину, получае­мую из формулы:

h = i(B-760)

Кроме указанного прибора, требующе го довольно боль­шого объема жидкости, имеется ряд других, которые дают

635

возможность работать с небольшими количествами ее (от 1 до 5 мл).

Аппарат, изображенный на рис. 500, состоит из со-1 суда / диаметром 35 мм и длиной 170 мм, в него на проб-в ке вставляют другой сосуд 2 диаметром 18 мм и длиной! 170 мм. В середине этого сосуда имеется боковая загну-1 тая внутрь трубка 3, доходящая почти до дна сосуда 2.1

Термометр 4 вставляют на пробке в сосуд 2 до дна его.1 Для определения точки кипения в этом приборе наливаютЩ

Рис. 499. Прибор для определения темпера­туры кипения:

/ — колба; 2 — термометр; 3 — согнутая трубка.

Рис. 500. Прибор Руша для определе­ния температуры ки­пения:

1 — внешний сосуд;

2. — внутренний сосуд;

2. — загнутая трубка: ■ 4 — термометр; 5 — от­водная трубка.

3—5 мл жидкости в сосуд / и нагревают голым пламенем! Для равномерного кипения в жидкость полезно добавит! 0,2—0,3 г пемзы зернами диаметром 1 мм, предваритель­но хорошо прокипяченной с разбавленной НС1, промытой и прокаленной. Образующиеся пары жидкости черея трубку 3 поступают в сосуд 2 и выходят из него через от* водную трубку 5.

Прибор очень удобен в работе и дает хорошие резуль­таты. В особенности этот прибор пригоден для жидкостей

[I твердых тел с высокой температурой кипения (выше 300 °С).

Если имеется всего несколько капель жидкости, ее температуру кипения можно определять при помощи при­бора Сиволобова. Прибор представляет собой стеклянную трубку длиной около 100 мм и внутренним диаметром около 5—6 мм, один конец которой сужен почти вдвое и запаян. Длина суженного конца около 10 мм.

При помощи капиллярной пипетки узкую часть труб­ки заполняют теплоносителем. В жидкость опускают запаянный с одного конца очень тонкий стеклянный ка­пилляр такой же длины, как и основная трубка, в ка­пилляр наливают несколько капель определяемой жид­кости. К термометру прикрепляют трубку с капилляром и опускают в прибор для определения температуры кипе­ния. Когда при нагревании температура жидкости будет близка к температуре кипения, из капилляра начинают выделяться отдельные воздушные пузырьки. Когда будет достигнута температура кипения, из капилляра через жидкость проходит равномерный ток пузырьков. При повторении определения температуры кипения капилляр в приборе заменяют другим.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

О приборах для определения температуры кипения см. М и-х а й л о в Л. А., Парташникова М. 3., Зав. лаб., 23, № 11, 1338 (1957); L v k о s P. G., Chem. Educ, 35, № Ц, 565 (1958).

Вайсбергер А., Физические методы органической хи­мии, т. 1, Издатинлит, 1950; Вейганд К., Методы экспери­мента в органической химии, т. 1, Издатинлит, 1950; Черо-н и с Н., Микро- и полумикрометоды органической химии, Издат­инлит, 1960.

О микрометоде определения температуры кипения см. В 6 h-meH., BohmR. H., Mukrochim. Acta, № 2, 270 (1959); РЖХим, 1959, № 21, 157, реф. 74745.

636