实验名称:熔点测定,沸点测定及温度计较正
一、实验目的
1、了解熔点及沸点测定的意义;
2、掌握熔点及沸点测定的操作方法;
3、了解利用对纯粹有机化合物的熔点测定校正温度计的方法。
二、实验原理
熔点是固体有机化合物固液两态在大气压力下达成平衡的温度,纯净的固体有机化合物一般都有固定的熔点,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)温度不超过0.5-1℃。
沸点即化合物受热时其蒸气压升高,当达到与外界大气压相等时,液体开始沸腾,此时液体的温度即是沸点,物质的沸点与外界大气压的改变成正比。
化合物温度不到熔点时以固相存在,加热使温度上升,达到熔点时,开始有少量液体出现,此后,固液两相平衡。继续加热,温度不再变化,此时加热所提供的热量使固相不断转变为液相,两相间仍为平衡,最后的固体熔化后,继续加热则温度线性上升。因此在接近熔点时,加热速度一定要慢,每分钟温度升高不能超过2℃,只有这样,才能使整个熔化过程尽可能接近于两相平衡条件,测得的熔点也越精确。熔点和沸点都是化合物的重要物理常数,有一定实际意义。
三、基本操作训练:(含仪器装置和主要流程)
毛细管的制法;样品填装;升温速度的控制以及相关的基本操作;样品纯度的判断。
【操作步骤】
熔点测定
1、熔点管的制备
毛细管的直径一般为1-2毫米,长50-70毫米。毛细管一端用小火封闭,直至毛细管封闭端的内径有两条细线相交或无毛细现象。
2、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,再使开口一端向上轻轻在桌面上敲击,使粉末落入管底。亦可将装有样品的毛细管反复通过一个长玻管,自由落下,这样也可使样品很均匀地落入管底。样品高约2—3毫米。样品必须均匀地落入管底,否则不易传热,影响测定结果。利用传热液体可将毛细管粘贴在温度计旁,样品的位置须在温度计水银球中间。
3、熔点的测定 熔点测定的操作关键是用小火缓缓加热,以每分钟上升3-4oC的速度升高温度至与所预料的熔点相差l5oC左右时,减弱加热火焰,使温度上升速度每分钟约l-2oC为宜。此时应特别注意温度的上升和毛细管中样品的情况。记录当毛细管中样品开始蹋落并有液相产生时(初熔)和固体完全消失时(全熔)的温度,此即为样品的熔点。
沸点测定
取1—2滴无水乙醇样品置于沸点管中,使液柱高约1cm。再放入封好一端的毛细管,并使封口朝上,然后将沸点管用小橡皮圈附在温度计旁,放入水浴中进行加热。
随着温度升高,管内的气体蒸气压升高,毛细管中会有小气泡缓缓逸出,在到达该液体的沸点时,将有一连串的小气泡快速地逸出。此时可停止加热,使浴温自行下降,气泡逸出的速度即渐渐减慢,当气泡不再冒出而液体刚要进入毛细管的瞬间(即最后一个气泡刚欲缩回至毛细管中时),表示毛细管内的蒸气压与外界压力相等,此时的温度即为该液体的沸点。
四、实验关键及注意事项
1、拉制毛细管时,玻璃管必须均匀转动加热,并注意使端头封闭,以防影响测定。
2、样品的填装必须紧密结实,高度约2—3mm。
3、熔点测定时,注意使温度计水银球位于b形管上下两叉口之间。
4、控制升温速度,并记录样品熔点范围。
5、微量法测定沸点应注意加热不能过快,被测液体不宜太少,以防液体全部气化。判断何时为样品的沸点,并正确记录。
五、主要试剂及产品的物理常数:(文献值)
六、主要试剂用量规格
二苯胺、乙酰苯胺、苯甲酸和水杨酸混和物、无水乙醇、工业乙醇
七、提问纲要
1、三个瓶子中分别装有A,B,C三种白色结晶的有机固体,每一种都在149—150℃熔化。一种50:50的A与B的混合物在130—139℃熔化;一种50:50的B与C的混合物在什么样的温度范围内熔化呢?你能说明A,B,C是同一种物质吧?
2、测定熔点时,若遇下列情况,将产生什么样结果?
(a) 熔点管壁太厚。
(b) 熔点管底部未完全封闭,尚有一针孔。
(c) 熔点管不洁净。
(d) 样品未完全干燥或含有杂质。
(e) 样品研得不细或装得不紧密。
(f) 加热太快。
八、时间分配及控制
计划安排3.5h
有机化学实验报告
姓名
班级
学号
郑州轻工业学院化工系
实验名称 熔点、沸点的测定
姓名 班级 学号 实验日期 实验目的
1. 掌握用齐列管法测定有机化合物熔、沸点的原理及方法。 2.了解测定熔、沸点的意义。
实验原理
P40 2.1 P45 2.2
为什么测熔、沸点?
1、作为特定物理常数,在化合物的初步鉴定、分离和纯化过程中具有重要的意义。 2、可用于初步判断化合物的纯度。
熔点:在标准大气压下,物质的固态和液态处于平衡时的温度,即为该物质的熔点。通常只有纯净的物质才有固定的熔点,并且熔化范围极短,约为0.5~1℃;而不纯的物质由于杂质的存在,而使熔点降低,熔化温度范围变宽;通常把物质从开始熔化到完全熔化的温度范围称为熔程。物质的杂质越多,其熔程就越宽,不同的化合物有不同的熔程。因此,通过熔程的测定,可用于化合物的初步鉴定,同时也可根据熔程的长短来定性的判断有机化合物的纯度。常用毛细管法、显微熔点仪来测定。
沸点:当化合物受热时,其蒸汽压升高,当蒸汽压达到与外界压力(通常为1个大气压,0.1Mpa,760mmHg)相等时,液体开始沸腾的温度,就是该物质的沸点。由于物质的沸点与外界大气压的有关,因此,在讨论或报道一个化合物的沸点时,一定要注明测定时的外界大气压,如果没注明,就是默认的一个大气压。常用微量法(毛细管法)和常量法(蒸馏法)来测量。当用毛细管法测定时,先加热到内管有连续气泡快速逸出后,停止加热,使温度自行下降,气泡逸出速度逐渐减慢,当最后一个气泡刚要缩进内管而还没有缩进,即与内管管口平行时,这时待测液体的蒸汽压就正好等于外界大气压,这时的温度就是待测液体的沸点。
实验药品用量及物理常数
实验装置图
P42 图2.4 (1)、(4)和图2.7
温度计
温度计
沸点外管温度计
b形管
固体样品熔点、沸点测定装置
液体样品
实验流程图
1、熔点测定
2、沸点测定
实验步骤、现象、注释
实验注意事项
1、制作毛细管时,封端头不能带尖,不能弯曲,应整体一样粗细,端头熔成一个小玻璃球。 1、 固体样品应事先粉碎,装样要实而密,高度2~3mm。液体样品装1~2cm高。 2、 固定样品时,样品应靠近温度计水银球的正中间。
3、在齐列管上固定温度计时,要紧握温度计,防止滑下打破齐列管和温度计。熔点的毛细管和沸点的外管上口不能没入导热油中。
4、加热升温过程中,当接近熔、沸点前10~15℃,要小火缓慢升温,每分钟1-2℃,越接近熔点,要越慢。这是本实验影响数据准确性和重现性之关键。
3、 固、液样品不能重复使用,每次测试都应用新样品。但测沸点的外管可以重复使用。 4、 每个样品只少测两次,如果重现性不好,应测第三次,取接近的两次作实验结果。 7、实验结束后,齐列管中的液体石蜡不要倒,让下个班使用。
实验结果及处理
结果讨论
1、 本实验过程中存在的问题、对实验结果的影响。 2、 本实验的收获。 3、 实验课后问题解答。 4、 对本实验的改进意见。
实验成绩 教师签名
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