实验一有机化合物熔点和沸点的测定

一、有机化合物熔点的测定：

（一）实验目的

1．了解有机化合物熔点、沸点的概念、测定的原理及意义。

2．掌握微量法测定熔点、沸点的操作技术。

物质熔点的测定是有机化学工作者经常用的一种技术，所得的数据可用来鉴定晶状的有机化合物，并作为该化合物纯度的一种指标。

测定的意义：可以鉴别未知的固态化合物和判断化合物的纯度。

（二）熔点测定原理

什么叫熔点——用物质的蒸气压与温度的关系理解。熔点的定义：固、液两态在标准大气压下达到平衡状态，即固相蒸气压与液相蒸气压相等时的温度。固态物质受热后，从开始熔化（初熔）至完全熔化（全熔）的温度范围就是该化合物的熔点（实际上是熔点范围。称为熔程或熔距。）

测熔点时几个概念：始熔（初熔）、全熔、熔点距、物质纯度与熔点距关系。

始熔（初熔）——密切注意熔点管中样品变化情况。当样品开始塌落，并有液相产生时（部分透明），表示开始熔化（初熔）,即记录为初溶温度t₁。

全熔——当固体刚好完全消失时（全部透明），则表示完全熔化（全熔）。记录温度t₂ 。

熔距或熔程——从初熔到全熔的温度范围。t₁~t₂为熔程。纯净物一般不超过0.5~1⁰C

化合物的熔点是指在常压下该物质的固—液两相达到平衡时的温度。但通常把晶体物质受热后由固态转化为液态时的温度作为该化合物的熔点。纯净的固体有机化合物一般都有固定的熔点。在一定的外压下，固液两态之间的变化是非常敏锐的，自初熔至全熔(称为熔程) 纯净的固体有机化合物转化为液态时的温度不超过0.5-1℃。若混有杂质则熔点有明确变化，不但熔点距扩大，而且熔点也往往下降。因此，熔点是晶体化合物纯度的重要标志。有机化合物熔点一般不超过350℃，较易测定，故可借测定熔点来鉴别未知有机物和判断有机物的纯度。

（三）熔点测定方法：

1）显微熔点测定仪  《实验化学》第二版书上P104

2）数字熔点测定仪  《实验化学》第二版书上P105

3）双浴式熔点测定器  《实验化学》第二版书上P102

4）毛细管法测熔点，用b形管测熔点装置（本实验使用）及其它测定方法。

（四）实验仪器及药品

毛细管法测熔点，用b形管测熔点装置（本实验使用）

（1）实验仪器：b形熔点测定管、玻璃管（30—40cm）、温度计、酒精灯、表面皿、毛细熔点管、指形管（沸点管）

（2）药品：苯甲酸、尿素、苯甲酸加尿素混合物、酒精、

测定物导热液为甘油——测定完毕需回收，请倒回原瓶中

测定熔点装置图：

（五）实验步骤及实验关键

   1．样品填装——将0.1~0.2克待测样品粉末（干燥、研碎迅速）放在干净的表面皿上聚成小堆，将毛细管开口垂直插入此小堆内将样品挤入毛细管中，在桌面上踮几下，再在玻璃管中自由落下十次左右，使样品填装结实、均匀、紧密，高度2~3mm为宜。（因测定时到了初熔时样品塌落下来，如果中间有空隙，会误认为样品塌落，造成测定偏差。）

2．毛细管安装在与温度计用橡皮圈捆在一起，橡皮圈要在导热液面上，样品位于水银球的中部，导热液在b形管的上叉管处，导热液不宜加多，以免受热后膨胀溢出引起危险，另外避免毛细管飘浮，影响准确性。再通过开口像皮塞固定在b形管中心位置，温度计与样品毛细管位于b形管上下叉管中间，此处对流循环好，温度均匀。请见测定熔点装置图：

3．小心加热b形管侧管底部，升温测定、加热升温速度：对于已知样品开始时升温可快些5~6℃/min，将近熔点10℃时，升温1~2℃/min，接近熔点时升温0.2~0.3℃/min，密切注意熔点管中样品变化情况。当样品开始塌落，并有液相产生时（部分透明），表示开始熔化（初熔），（此时应随时停止加热）当固体刚好完全消失时（全部透明），则表示完全熔化（全熔）。注意观察、做好记录。写出初熔t₁~全熔t₂及熔程。对于未知物需粗测一次，再精测二次。精测时方法照上述所进行。

毛细管法测定熔点实验关键是：

1、熔点管本身要干净，管壁不能太厚，封口要均匀。

2、毛细管装入样品要均匀，紧密。

3、装置要准确，达到一定位置。

4、  由于毛细管法是间接测熔点方法，所以加热升温速度是本实验的关键，应密切观察加热和熔化情况，当接近熔点10℃时升温速度一定要慢，应小于1~2℃/min；，注意观察温度变化。及时记下温度变化。

5、每个样品至少填装两支毛细管，平行测定两次。对于未知物可以先粗测一次，再精测二次。两次测定结果误差不大于±1⁰C

6、测定下一个样品时让导热液慢慢冷却到样品近似熔点30℃以下左右，并换新的装有样品的毛细熔点管。

7.使用熔点测定管装置测定熔点时,应注意哪些事项？

(1)测定管口塞上的塞子应有缺口，使熔点测定管内与大气相通，避免测定管内的热浴液和空气由于受热时膨胀而冲开塞子或将测定管炸裂。

(2)插在塞子上的温度计的刻度应面向塞子缺口，便于观察温度

(3)温度计的水银球位于测定管的上下二侧管中间位置，因在此处加热对流循环好，温度均匀。

(4)毛细管内的样品中心与温度计的水银球中心位于同一水平面，温度计所显示的温度与样品的温度最为接近。

(5)导热液应装至测定管上侧管上方约1cm处。以免受热后膨胀溢出引起危险。另外，液面过高易引起毛细管熔点飘移，偏离温度计，影响测定的准确性。

(6)在熔点测定管的下侧管的外缘底部处进行加热。可使热浴液在测定管内进行对流循环，加热对密度小的热浴液沿着较细的侧管向上移动。在管径较大的直管处进行热量交换，由于此处的热浴液较多，热浴液的温度较为均匀，就会减小实验误差，如果在其他部位加热，受热的热浴液会向两侧传递热量，直管处温度变化过于强烈，不利于样品测定。

（五）数据记录和处理

二、有机化合物沸点的测定：

（一）沸点测定原理

什么叫沸点——当液体的蒸气压增大到与外界施于液面的总压力（通常是大气压力）相等时，就有大量气泡从液体内部逸出，即液体沸腾。这时的温度称为液体的沸点。

      通常所说的沸点是指在101.3kPa下液体沸腾时的温度。在一定外压下，纯液体有机化合物都有一定的沸点，而且沸点变化在1－3℃，若含有杂质，则溶剂的蒸气压降低，沸点随之下降，，沸程也扩大，沸点变化范围（沸程）将超过3－5℃，所以测定沸点是鉴定有机化合物和判断物质纯度的依据之一，是衡量物质纯度的一个标准。但是具有固定沸点的液态有机物不一定都是纯的有机物，因为某些有机物常与其它组分形成二元或三元的共沸混合物，它们也有一定的沸点。测定沸点常用的方法有常量法（蒸馏法）和微量法（沸点管法）两种。

沸点测定装置图：见

（二）实验步骤

微量法（沸点管法）沸点的测定：

方法一：取4～5滴待测样品滴入沸点管的外管中，将内管开口向下插入外管中，然后用小橡皮圈把沸点管附于温度计旁，小橡皮圈不能浸入导热液中，使装样品的中心位于温度计水银球的中部，再把该温度计的水银球位于b形管上下两叉管中间，然后加热。加热时由于气体膨胀，内管中会有小气泡缓缓逸出，当温度升到比沸点稍高时，管内会有一连串的小气泡快速而连续逸出，表明毛细管内压力超过了大气压。这时停止加热，使溶液自行冷却，气泡逸出的速度即渐渐减慢。在最后一气泡不再冒出并要缩回内管的瞬间记录温度，或者液体刚要进入毛细管、毛细管外液面与毛细管内液面等高时，即为毛细管内蒸气压与外界压力正好相等，此瞬间的温度即为该液体的沸点。待温度下降15～20℃后，可重新加热再测二次（3次所得温度数值不得相差±1⁰C）

 

方法二：取4～5滴待测样品滴入沸点管的外管中，将内管开口向下插入外管中，然后用小橡皮圈把沸点管附于温度计旁，小橡皮圈不能浸入导热液中，使装样品的中心位于温度计水银球的中部，一起浸入小烧杯内水浴中加热，并用搅拌器不断上下搅动，使水浴温度均匀。加热时由于气体膨胀，内管中会有小气泡缓缓逸出，当温度升到比沸点稍高时，管内会有一连串的小气泡快速而连续逸出，表明毛细管内压力超过了大气压。这时停止加热，使溶液自行冷却，气泡逸出的速度即渐渐减慢。在最后一气泡不再冒出并要缩回内管的瞬间记录温度，或者液体刚要进入毛细管、毛细管外液面与毛细管内液面等高时，即为毛细管内蒸气压与外界压力正好相等，此瞬间的温度即为该液体的沸点。待温度下降15～20℃后，可重新加热再测二次（3次所得温度数值不得相差±1⁰C）

 

按上述方法进行C₂H₅OH沸点测定并作出记录写出实验报告。

（三）数据记录和处理

沸点测定记录：

（四）注意事项：

1、  加热不能太快，待测液体不宜太少，以防样品全部汽化。

2、  内管里的空气要尽量赶尽。

3、  观察要仔细及时。

4、重新测定时应待导热液降温15~20⁰C再测定下一次样品的沸点。各次测定误差不超过±1⁰C

（五）正规写出实验报告—实验目的、原理、方法步骤、有关数据填写、分析与讨论，并请画出熔点沸点测定装置图，并对每一步装置加以说明。

习题：书上P144  1、2、3、4、5、

（第3题要写明熔点或沸点及熔程的影响）

 

第二篇：熔点及沸点的测定实验报告

有 机 化 学 实 验 报 告

实  验  名  称：      熔点和沸点及其测定    

                                                                                                                                              

学          院：        化学工程学院        

专          业：       化学工程与工艺       

班          级：      

姓          名   学  号   

指  导  教  师：       

日          期：      2011年10月20日      

熔点及其测定

·                    实验目的

   1、了解熔点和沸点测定的意义；

2、掌握熔点和沸点测定的操作方法；

·                    实验原理

              晶体化合物的固液两态在大气压力下成平衡时的温度称为该化合物的熔点。纯粹的固体有机化合物一般都有固定的熔点，即在一定的压力下，固液两态之间的变化是非常敏锐的，自初熔至全熔（熔点范围称为熔程），温度不超过0.5—1^oC。如果该物质含有杂质，则其熔点往往较纯粹者为低，且熔程较长。故测定熔点对于鉴定纯粹有机物和定性判断固体化合物的纯度具有很大的价值。如果在一定的温度和压力下，将某物质的固液两相置于同一容器中，将可能发生三种情况：固相迅速转化为液相；液相迅速转化为固相；固相液相同时并存，它所对应的温度T_M即为该物质的熔点。

·                    主要试剂及物理性质

   萘：萘是光亮的片状晶体，具有特殊气味。它的密度1.162，熔点80.5℃，沸点217.9℃,闪点78.89℃,折射率1.58212（100℃）。

   甘油：甘油是有甜味的粘稠液体，沸点290 ℃，密度是1.260

苯甲酸：苯甲酸是白色单斜片状或针状结晶。质轻，无气味或微有类似安息香或   苯甲醛的气味。它的熔点 122.13℃，沸点249℃，相对密度1.2659。

  

·                    试剂用量规格

   萘、苯甲酸和未知物：各取填装毛细管2—3mm的量。

·                    仪器装置

1．仪器：.b形熔点测定管测定管，玻璃棒，玻璃管，毛细管，酒精灯，温度计，缺口单孔软木塞，表面皿；

2装置

·                    实验步骤及现象

1.试样的装入：   取样品少量放在洁净的表面玻璃上研成粉末．将毛细管开口一端插入粉末中，再使开口一端向上反复通过一个长玻管，自由落下使粉末落入管底。

2装置准备： 往b形管中加入甘油，用橡皮圈将毛细管和温度计系在一起用软木塞固定在b形管上。

3.熔点的测定：  （1） 开始时升温速度可以较快，到距离熔点10～15℃时，调整火焰使每分钟上升约1～2℃。愈接近熔点，升温速度应愈慢。

（2）记录当毛细管中样品开始蹋落并有液相产生时（始熔）和固体完全消失时（全熔）的温度。

·                    实验结果

1.数据处理

2.理论值与测量值差异分析

·                    实验讨论

（1）、这次实验误差有点大，熔程大于1 ºC.主要是因为：

1、样品量的多少没控制好：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。

2、温度上升速度没控制好：因热量的传导和读数需要时间，所以加热升温时一定要控制好温度的上升速度，不宜过快，否则最终的数据将不准确。

3、油量太少：没有形成闭合回路。

（2）、总结了一些在实验时要注意的几点：

·         熔点管不洁净。如含有灰尘等，能产生4—10^OC的误差。

·         点管底未封好而产生漏管。

·         样品粉碎不够细。填装不结实，产生空隙，则不易传热，造成熔程变大。

·          样品不干燥或含有杂质。根据拉乌耳（Raoult）定律，会使熔点偏低，熔程变大。

沸点

·                    实验目的

·                     了解沸点测定的意义。

·                     掌握液体沸点测定的原理和方法。

·                    实验原理

液体蒸汽压与温度成正比。当蒸汽压达到与外界压力相等时，液体沸腾，此时的温度称为该化合物在此压力下的沸点。将一支毛细管一端封口，一端开口向下插入到盛有待测液体的沸点管中。在最初受热是，毛细管内的空气受热膨胀逸出毛细管外，形成小气泡。继续加热，若液体受热温度超出其沸点时，此时毛细管内的蒸汽压大于外界施于液面总压力，则有一连串气泡逸出。此时停止加热，毛细管内的蒸气呀会降低、气泡减少。当气泡不再冒出，而液体将要压进毛细管内的瞬间，此时毛细管内的待测液体的蒸气压与外界压力正好相等，所测的温度即为该液体的沸点。

·                    主要试剂及物理性质

丙酮：密度：在25℃时比重0.788，熔点:-94℃，沸点:56.48℃，是一种无色透明液体，有特殊的辛辣气味。易溶于水和甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、吡啶等有机溶剂。易燃、易挥发，化学性质较活泼。

乙醇：乙醇是无色、透明、有香味、易挥发的液体，熔点-117.3℃，沸点78.5℃。

·                    试剂用量规格

丙酮、乙醇和未知物：液体装入沸点管内，液体高度约0.5厘米。

·                    仪器装置

·                     仪器：提勒管、100温度计、切口塞子、酒精灯、毛细管、小试管

·                     装置图

·                    实验步骤及现象

七、实验结果

·                    实验讨论

·                     这次实验误差有一点，但总体来说，是一次比较成功的实验。主要是因为：

·         度温度计读数时眼睛要平视

2、两个同学一个负责观察温度计，一个负责观察待测液体冒泡的情况。当气泡的冒出开始减缓，接近2秒每个时，读温度计的同学连续度数，保证最后一个气泡读数的准确。

3、各次平均测量之间的降温足够，没有降一点就开始测量，否则所测结果误差较大。

·                     实验过程中的不足：

·         酒精灯的火候没控制好，在升温的后端本应该不时移动酒精灯。

2、待测液体用量没控制好：待测样品取得过多，内管内液体压力较大，会使得最后一个气泡出来时不能真实反应沸点温度；样品取得过少，有可能还没测出沸点，液体就已经挥发完了。