Температура плавления (замерзания) – температура, при которой давление насыщенного пара над твердой и жидкой фазами равны между собой

При практическом измерении температуры плавления руководствуются следующим определением:

Под температурой плавления вещества подразумевается интервал температур между началом плавления – появлением первой капли жидкости и концом плавления – полным переходом вещества в жидкое состояние(Государственная Фармакопея XI, т.I. М., "Медицина", 1987, с.16).

Чистые вещества плавятся при постоянной температуре, значение которой определяется природой вещества. В присутствии примесей образцы плавятся в интервале температур. Измеряя температуру плавления можно идентифицировать вещество, установить степень его чистоты. По разнице в температурах плавления растворителя и раствора вещества в данном растворителе можно определить, например, молярную массу растворенного вещества. Измерение температуры плавления можно использовать и для других целей.

При измерении температуры плавления смесей (в том числе растворов), плавящихся в интервале температур, определяют температуру конца плавления (исчезновения последнего кристалла), при измерении температуры замерзания смесей (растворов) определяют температуру начала замерзания (появления первого кристалла).

Если температуру плавления измерять капиллярным методом, в котором исследуемое вещество находится в стеклянном капилляре, а ртутный резервуар термометра опущен в масляную баню, в момент полного плавления вещества в капилляре температуры бани и внутри капилляра могут не совпадать. Для точного определения температуры плавления в этом случае измеряют температуру исчезновения последнего кристалла при нагревании и температуру появления первого кристалла при охлаждении. Если эти температуры не совпадают (и разница не превышает 20С), за температуру плавления принимают их среднее арифметическое значение.

Устройство установки для определения температура плавления капиллярным методом и последовательность работы с ней.

Установка состоит из масляной (парафиновой) бани; термометра; стеклянного капилляра, заполненного исследуемым веществом; плитки; подставки; штатива.

Исследуемое вещество помещают в капилляр диаметром 1 мм и длиной 6 см, запаянный с одного конца. Заполнение капилляра веществом проводят так: небольшое количество хорошо измельченного вещества помещают на чистую поверхность и, прикасаясь открытым концом капилляра к веществу, вводят его в капилляр небольшими порциями. Затем перемещают вещество к запаянному концу, постукивая этим концом по твердой поверхности, либо бросая капилляр запаянным концом вниз в вертикально расположенную стеклянную трубку высотой не менее 50 см.

Операцию повторяют насколько раз, пока высота слоя вещества не будет равна 3 мм. Необходимо, чтобы столбик вещества в капилляре был плотным без видимых разрывов.

Подготовленный таким образом капилляр с помощью резинового кольца укрепляют на термометре так, чтобы столбик вещества находился на уровне середины ртутного резервуара термометра, а резиновое кольцо при погружении термометра с капилляром в масляную баню не касалось масла. Термометр с капилляром закрепляют в лапке штатива и опускают в предварительно нагретую баню. При этом термометр не должен касаться дна и стенок бани, а уровень жидкости в бане должен быть выше резервуара термометра примерно на 5 мм.

Масляную баню медленно нагревают со скоростью примерно 1,50 С в минуту. Отмечают температуру (t1), когда в капилляре исчезает последний кристаллик исследуемого вещества. Затем отключают плитку, заменяют ее на подставку, следя за тем, чтобы капилляр, закрепленный на термометре, не извлекался из масляной бани. Отмечают температуру (t2), когда в капилляре появится первый кристалл. Если разница в температурах t1 и t2 превышает 20С, опыт следует повторить, уменьшая скорость нагревания и охлаждения. Температуру плавления рассчитывают по формуле:

В о п р о с ы д л я с а м о к о н т р о л я п о т е м е:"Определение температуры плавления капиллярным методом".

1. Физико-химическое определение понятия "температура плавления" (замерзания).

2. Определение понятия "температура плавления" по Фармакопее.

3. Какую температуру принимают за температуру плавления для смеси веществ, которая может плавиться в широком интервале температур?

4. Какие (какая) величины измеряются непосредственно в опыте при определении температуры плавления капиллярным методом?

5. Почему при измерении температуры плавления капиллярным методом в опыте определяют две величины: температуру исчезновения последнего кристалла при нагревании и температуру появления первого кристалла при охлаждении?

6. Какая из двух температур: температура исчезновения последнего кристалла при нагревании t1 или температура появления первого кристалла при охлаждении t2 может быть выше? Почему?

7. Если температура исчезновения последнего кристалла при нагревании t1 и температура появления первого кристалла при охлаждении t2 не одинаковы, то какая разница в значениях этих температур допустима?

8. Если при измерении температуры плавления капиллярным методом, t1 и t2 отличаются между собой более чем на 2 (4) градуса, как добиться допустимой разницы температур?

9. Если в капилляре последний кристалл при нагревании исчезает при температуре t1, а первый кристалл при охлаждении появляется при температуре t2 (t1 = t2), то как по этим двум температурам следует определить tпл ?

10. Состав установки для определения температуры плавления капиллярным методом. 11. Размеры капилляра.

12. Заполнение капилляра веществом. Требования к заполнению.

13. Почему при заполнении капилляра веществом следует следить за тем, чтобы столбик вещества был плотным без видимых разрывов? Как это достигается?

14. Если при расплавлении вещества в капилляре появился пузырек воздуха, как от него освободиться?

15. Требования к закреплению капилляра на термометре.

16. Требования к закреплению термометра с капилляром при погружении их в масляную баню.

17. Основные этапы определения температуры плавления капиллярным методом.

18. С какой скоростью следует нагревать масляную баню?

19. Какое требование следует соблюдать при перенесении масляной бани с термометром и капилляром с плитки на подставку?

20. Какое вещество используют в качестве растворителя в методе Раста?

21. Почему в качестве растворителя в методе Раста рекомендуют использовать камфору?

22. Какое преимущество приобретает криометрический метод при использовании камфоры как растворителя?

23. Назовите ограничения метода Раста.

24. Назовите недостаток метода Раста.

25. Практическое значение измерения температуры плавления.