Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 4336:1986 Hợp chất hữu cơ - Phương pháp xác định nhiệt độ nóng chảy

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 4336:1986

HỢP CHẤT HỮU CƠ

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ NÓNG CHẢY

Organic compounds.

Method for the determination of melting point

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định nhiệt độ nóng chảy trong mao quản của các hợp chất hưũ cơ.

1. DỤNG CỤ VÀ HOÁ CHẤT

- Bình cầu ( 1) chịu nhiệt, thể tích 150 4 180 ml. cổ cao 65 mm, đường kính cỡ 29 61 mm;

- Ống nghiệm ( 2) chịu nhiệt, cao 150 6 2 mm, đường kính ống 19 6 1 mm , phần trên phình ra hình cầu cỡ lỗ ( 5), đường kính lỗ 2 –3 mm;

- Ống thuỷ tinh có đường kính bên trong từ 0,8 đến 1,2 mm;

- Nhiệt kế ( 4 ) cố định, chính xác 0,1 4 0,2 ⁰ C;

- Cốc chịu nhiệt;

- Dụng cụ kín tránh hút ẩm;

- Glyxêrin, nhiệt độ nóng chảy 17⁰C, nhiệt độ sôi 290 ⁰ C theo TCVN 1793-70;

- Axit sunfuric nhiệt độ nóng chảy 17⁰ C , nhiệt độ sôi 336, 5⁰ C, theo TCVN 2716-78;

- Hỗn hợp Kali sunfat ( K₂SO₄), nóng chảy ở 1069 ⁰ C 1⁰ C

- Dầu vadơlin;

- Dầu silicon;

Hình vẽ

1. Bình cầu

2. Ống nghiệm

3. Nút

4. Nhiệt kế

5. Lỗ thông

2. CHUẨN BỊ XÁC ĐỊNH

2.1 Chất tải nhiệt:

Nếu đun đến 200 ⁰ C, dùng dầu vadơlin,glyxerin hoặc axit sunfuric;

Nếu đun đến 300 ⁰ C, dùng dầu silicon hoặc hỗn hợp Kali sunfat và axit sunfuric.

Cách chuẩn bị hỗn hợp này :

Trộn bảy phần khối lượng axit sunfuric và ba phần khối lượng axit kali sunfat trong một cốc chịu nhiệt vừa khuấy vừa đun cho đến lúc tạo ra chất lỏng trong suốt. Chất lỏng chuẩn bị xong được đựng vào dụng cụ kín để tránh hút ẩm.

2.2 Chuẩn bị mao quản:

Ống thuỷ tinh được rửa bằng hỗ hợp cromic, sau đó rửa bằng nước cất và sấy khô.

2.3 Chuẩn bị dụng cụ:

Ống nghiệm được lắp vào bình cầu sao cho khoảng cách giữa đáy ống nghiệm và đáy baình cầu khoảng 1520 mm. Lỗ thông (5) của bình cầu và ống nghiệm phảI trùng nhau để thông phần trong dụng cụ với không khí bên ngoàI( có thể thay lỗ này bằng dường thoát qua nút cao su ( 3) dùng để cắm nhiệt kế vào ống nghiệm).

Chất lỏng tảI nhiệt được rót vào khoảng bốn phần năm thể tích bình cầu. Chất lỏng đó cũng được rót vào ống nghiệm sao cho bầu thuỷ ngân của nhiệt kế và óng mao quản nằm ngập trong chất lỏng.

Để loại trừ ảnh hưởng của không khí xung quanh đến tốc độ nung nóng và để đảm bảo an toàn, dụng cụ mô tả trên được đặt vào một vỏ bằng thép hoặc nhôm, vỏ này có khoét một lỗ để quan sát.

Từ ống thuỷ tinh đã sạch và khô kéo thành mao quản có đường kính bên trong 0,8 4 1,2 mm. Dùng ngọn đèn catư ống mao quản thành từng đoạn dàI 70 – 100 mm và làm nóng chảy rồi hàn kín cả hai đầu . C ác ống mao quản này được giữ trong lọ khô dậy kín. Trước khi dùng một đầu hàn kín được cắt đI sao cho chiều dàI của mao quản là 40 4 50 mm, đường cắt phảI bằng phẳng, nếu không bằng phẳng sẽ khó khăn cho việc đưa chất cần xác định vào mao quản. Đầu hàn kín của mao quản cần có chiều dày không quá 1 mm.

Đối với các chất dễ thăng hoa, dễ bị phân huỷ hoặc dễ hút ẩm thì xác định nhiệt độ nóng chảy của chúng ở trong mao quản hàn kín cả hai đầu.

2.4 Chuẩn bị chất cần xác định:

Nghiền nhỏ 50 g chất cần xác định nhiệt độ nóng chảy trong cốc thuỷ tinh.

Trước khi nghiền, chất cần xác định được làm khô trong bình hút ẩm trên một chất hút ẩm thích ẩm..

2.5 Đưa chất cần xác định vào ống mao quản theo cách sau:

Dùng đầu hở của mao quản lấy một ít chất đã nghiền nhỏ quay ngược mao quản cho phần đáy ở phía dươí và thả nó rơI tự do 10 –15 lần trong một ống thuỷ tinh dàI 90-100 mm và dựng đứng trên mặt kính thuỷ tinh. Cần lập lại việc đó cho đến lúc nào nhận được một đoạn chất trong mao quản phảI dàI 3 –4 mm . Đoạn chất trong mao quản phảI chặt.

Đối với các chất khó nén chặt thì dùng một mao quản có đường kính bé hơn và hàn một đầu để lèn chặt.

2.6 Dùng vòng cao su buộc mao quản có cột chất xác định trên vào nhiệt kế sao cho phần giữa của cột chất xác định trong mao quản và phần giữa bầu thuỷ ngân của nhiệt kế nằm trên cùng một mức.

2.7 Nếu dùng một dụng cụ để xác định nhiệt độ nóng chảy nhiều lần liên tục thì trước mỗi lần tiếp theo cần để dụng cụ lạnh đến nhiệt độ 30- 40⁰ C thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của chất cần xác định.

2.8 Đối với các chất mà kết quả do nhiệt độ nóng chảy trong trường hợp có và không có chất tảI nhiệt trong ống nghiệm như nhau thì xác định nhiệt độ nóng chảy của chúng dùng ống nghiệm không.

2.9 Đối với các chất có nhiệt độ nóng chảy cao hơn 250⁰ C, có thể xác định nhiệt độ nóng chảy của chúng trong dụng cụ không có chất lỏng tảI nhiệt.

3. TIẾN HÀNH XÁC ĐỊNH

3.1 Tiến hành xác định trong trường hợp dụng cụ có chất lỏng tảI nhiệt. Trước tiên cắm nhiệt kế vào ống nghiệm đặt trong bình cầu , dùng đèn cồn nâng nhanh nhiệt độ của bình cầu cùng ống nghiệm có đựng chất lỏng tảI nhiệt lên đêns nhiệt độ 20 –30⁰ C, thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của chất cần xác định. Sau đó, thay nhiệt kế phụ này bằng nhiệt kế có buộc mao quản đựng chất cần thử.

Khi thay, không để cho nhiệt kế và mao quản chạm đáy vào thành ống nghiệm. Bầu thuỷ ngân của nhiệt kế và cột chất trong mao quản ngập trong chất lỏng còn vòng buộc cau su nămf trên mặt chất lỏng.

3.2 Sau khi thay nhiệt kế có buộc mao quản đựng chất cần thử tiếp tục nâng nhiệt độ trong khoảng 10 –20⁰C với tốc độ 2⁰ C trong một phút, tiếp theo nâng khoảng 5 ⁰C nữa với tốc độ 1 ⁰ C trong một phút. Nếu tốc độ tăng nhiệt độ quá lớn thì bầu thuỷ ngân của nhiệt kế không kịp nung nóng như chất trong mao quản. Do đó kết quả thu được sẽ thấp hơn nhiệt độ nóng chảy thật sự.

Đối với các chất dễ phân huỷ khi nung nóng thì tốc độ nung tronh khoảng cuối cùng 10-15 ⁰ C với tốc độ 24 4 ⁰ C trong một phút.

3.3 Khi chuyển từ trạng tháI rắn sang trạng tháI lỏng của chất trong mao quản có thể quan sát thấy nhưngx hiện tượng sau : Lúc đầu, mẫu bị co lại, tiếp theo là thiêu kết và sau cùng là nóng chảy. Khi xảy ra hiện tượng co, chất còn bám lại ở thành trong của mao quản, nhưng không có dấu hiệu tan chảy ra. Khi tiếp tục nâng nhiệt độ lên mẫu thiêu kết lại bên trong thành mao quản thường xuất hiện những giọt li ti. Tiếp theo quá trình này là xảy ra sự nóng chảy thực sự. Trong mao quản bên cạnh pha lỏng còn tồn tại pha rắn,

3.4 Nhiệt độ mà ở đó xuất hiện tướng lỏng được coi là nhiệt độ bắt đầu nóng chảy. Khi tướng rắn đã hoàn toàn biến thành chất lỏng trong suốt. Qúa trình nóng chảy được coi như kết thúc. ĐIểm trung bình của khoảng nhiệt độ bắt đâug nóng chảy và nhiệt độ kết thúc nóng chảy được coi là đIểm nóng chảy của chất đem xác định

3.5 Xác định nhiệt độ nóng chảy trong dụng cụ không dùng chất lỏng tảI nhiệt.

Việc xác định cũng được tiến hành như trong trường hợp có chất lỏng tảI nhiệt. Cần chú ý khi thay nhiệt kế có buộc mao quản chứa chất cần xác định đó vào vị trí nhiệt kế phụ cần đặt nó đúng độ sâu của nhiệt kế phụ. Phương pháp này dùng đối với các chất lỏng có nhiệt độ nóng chảy cao hơn 250⁰C.

3.6 Phương pháp xác định nhiệt độ nóng chảy trong mao quản như trên cho phép sai số 1 ⁰ C đối với các chất nóng chảy dưới 150⁰C và sai số 20 ⁰C đối với các chất nóng chảy trên 150⁰C đến 300 ⁰ C.