工业分析教案（化工） 项目8-2 熔点的测定教案.docx

序号周次授课形式讲授授课章节名称工程八常规物理常数与性能分析 任务2熔点的测定教学目的1、了解熔点的基本知识2、掌握熔点的测定方法和原理教学重点熔点的测定方法和原理教学难点熔点测定的操作规程和测定原理使用教具课外作业课后体会授课主要内容【复习旧课】什么是粒径？【引入新课】对于固体物质我们常测定的物理常数是熔点。【讲授新课】任务二熔点的测定一、熔点 （melting point）熔点是固体将其物态由固态转变（塔化）为液态的温度。进行相反动作（即由液 态转为固态）的温度，称之为凝固点。与沸点不同的是，熔点受压力的影响很小。二、熔点与有机物质本质的关系1、同系物中熔点随相对分子质量的增大而增高。如高级烷烧、烯烽、快燃的熔点高于低级燃的熔点。所以在常温常压下，甲烷、乙烯、乙快等显气态。但是以下几种情况例外。（1）在含多元极性官能团的同系物中，- “2 -增多，熔点相对降低。这是由于极性基团之间具有较强的作用力，引入-后，相对分子质量虽然增大，但却减弱了这种作用力。（2）随着碳链的增长，特性官能团的影响效应逐渐 减弱，所以在同系物中高级成员的熔点趋于同一极限。（3）有些同系列，例如二元脂肪较酸. 二酰胺.二羟醇.煌基代丙二酸及酯等类化合物中，随着相对分子质量的增大，熔点有交替上 升的现象。一般含偶数碳原子的较高，含奇数碳原子的较低。2、分子中引入能形成氢键的官能团后，熔点也会升高，形成氢键的机会越多，熔点越高。所以竣酸,醇和胺等总是比其母体煌的熔点高。3、分子结构越对称，越有利排成规那么的晶格，有更大的晶格力，所以熔点越高。一般来说，分子结构对称时熔点高，如直链烷煌的熔点高于同碳数的支链烷烧。立体异 构体中，反式结构的化合物熔点高于顺式结构的化合物。化合物的缔合度高时熔点越高，如 竣酸的熔点高于相应的酯类的熔点。另外，根据熔点判断有机物的纯度时有两点值得注意：（1）对于同晶型的化合物，即使 它们的化学性质彼此不同，但相互混合时，混合物的熔点并不下降。（2）有些化合物，即使 它们的纯度很高，却也有较大的熔点范围。三、熔点的测定方法1、熔点的测定一毛细管法（提勒管式热浴）（1）基本原理：通常结晶物质加热到一定温度时，即从固态转变为液态，此时的温度可以视为该物质的 熔点。然而熔点的严格定义为：固液两态在一定压力下到达平衡时的温度，对于一种物质， 一般都有固定的熔点，即在一定压力下，固液两态之间的变化非常敏锐，自初熔至全熔（熔 点范围或称为熔程），温度范围不超过0.51。将试样研细装入毛细管，置于加热浴中逐渐加热，观察毛细管中试样的熔化情况。当试 样出现明显的局部液化现象时的温度为初熔点，试样全部熔化时的温度为终熔点。（2）基本操作：熔点的测定对有机化合物的研究具有很大的 实用价值。目前测定熔点的方法，以毛细管法较为 简单，应用比拟广泛。此外还有显微熔点测定仪， 它在测定过程中可观察到晶型变化的情况，且适用 于高熔点微量化合物。图2-1提勒管热浴1提勒管（b形管八2一毛细管;3温度计；4辅助温度计测定熔点的提（Thiele）管，又称b形管。管 口装有开口橡皮塞，温度计插入其中，刻度面应向 橡皮塞开口，其水银球位于b形管上下两叉管口之 间，装好样品的熔点管，借少许溶液粘附（或用橡 皮圈套住）于温度计下端，使样品局部置于水银球 侧面中部，b形管中装入传热液体（如石蜡油、浓 硫酸等）。高度到达叉口处即可。如下图。将样品研成尽可能细密的粉末，装入清洁、干燥的熔点管中，取一长约800mm的干燥玻璃 管，直落于玻璃板上，将装有试样的熔点管在其中投落数次，直到熔点管内样品紧缩至2-3 mm 高。如所测的是易分解或易脱水样品，应将熔点管另一端熔封。将装好的熔点管用少许液体石蜡油附着（或用橡皮圈套住）在温度计上，样品部位在温 度计水银球的中部，小心的将温度计放入已装好液体石蜡油的提勒管中，水银球在提勒管上 下两叉口中部，用酒精灯加热侧管，使受热液体沿管上升运动。整个提勒管中溶液对流循环, 使得温度均匀。注意当温度升至接近熔点时（距粗测熔点约10C左右），要缓慢加热，控制 升温速度不得超过12C/niin。当毛细管中样品开始萎缩塌陷、湿润出现液珠时，立即观察 温度计，并记录此温度，这时为初熔点，最后微量固体全部融化消失时即为全熔，记下全熔 时温度。如下图：格,W发如 ' 双婚 淞漱流跑没或 . . JJ .测熔点时每个样品至少测定两次（两次数值应一致）。（3）数据记录及处理2、熔点的测定一毛细管法（双浴式热浴）（1）方法原理以加热的方式使熔点管中的样品从低于其初熔时的温度逐渐升至高于其终熔时的温度， 通过目视观察初熔及终熔的温度，以确定样品的熔点范围。（2）操作步骤将样品研成尽可能细密的粉末，装入清洁、干燥的熔点管中，取一长约800mm的干燥玻璃 管，直落于玻璃板上，将装有试样的熔点管在其中投落数次，直到熔点管内样品紧缩至23 nlm 高。如所测的是易分解或易脱水样品，应将熔点管另一端熔封。按图所示搭好装置。先将传热液体的温度缓缓升至比样品规格所规定的熔点范围的初熔温度低10,此时， 将装有样品的熔点管附着于测量温度计上，使熔点管样品端与水银球的中部处于同一水平， 测量温度计水银球应位于传热液体的中部。使升温速率稳定保持在L0士0. rc/min。如所测 的是易分解或易脱水样品，那么升温速率应保持在3 /min,当样品出现明显的局部液化现象 时的温度即为初熔温度；当样品完全熔化时的温度即为终熔温度。记录初熔温度及终熔温度。 3、结果的表示如测定中使用的是全浸式温度计，那么应对所测得的熔点范围值进行校正，校正值按下式 计算: t =0. 0016 （ti 一 t2） h式中：Zt一校正值，°C；h 温度计露出液面或胶塞局部的水银柱高度，;t测量温度计读数，;t2 -露出液 面或胶塞局部的水银柱的平均温度，。该温度由辅助温度计测得, 其水银球位于露出液面或胶塞局部的水银柱中部。熔点为："h+Ah+电式中：t一试样的校正熔点，；心一熔点的测定值，°C；匕一内标式温度计示值校正值，C；t2内标式温度计水银柱外露段校正值，；4、测定考前须知（1）熔点管不洁净，如含有灰尘等，能产生410 °C的误差。例如，熔点管内壁含有碱性物质，能催化醛或酮的羟醛缩合，或使糖类及其衍生物发生 变旋作用，而使熔点降低，熔程变大；故熔点管必须洁净。（2）熔点管底未封好而产生漏管。检查是否为漏管，不能用吹气的方法，否那么会使熔点管内产生水蒸气及其它杂质。检查 的方法为：当装好样品的毛细管浸入浴液后，发现样品变黄或管底渗入液体，说明为漏管， 应弃去，另换一根。（3）样品粉碎不够细，填装不结实，产生空隙，那么不易传热，造成熔程变大。（4）样品不干燥或含有杂质，会使熔点偏低，熔程变大。（5）样品量的多少也会影响。太少不便观察，产生熔点偏低；太多会造成熔程变大，熔点偏 高。填装高度23mm,需反复屡次（少量屡次）（6）升温速度应慢，让热传导有充分的时间。升温速度过快，熔点偏高。加热速度在距熔点 10 时，应以每分钟升高12 o重复测定，系统温度须降到初熔温度以下20 o（7）熔点管壁太厚，热传导时间长，会产生熔点偏高。5、显微熔点测定法该类仪器型号较多，共同特点是使用样品量少（23颗小结晶），可观察晶体再加热过 程中的变化情况，能测量室温到300样品的熔点