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.1. 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 2 ^ОС), за температуру плавления принимают их среднее арифметическое значение.

УСТРОЙСТВО УСТАНОВКИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ТЕМПЕРАТУРЫ 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 1,5 ^ОС 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 2 ^ОС, опыт следует повторить, уменьшая скорость нагревания и охлаждения. Температуру плавления рассчитывают по формуле:

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ ПО ТЕМЕ:

"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 охлаждение t₂ не одинаковы, токакаяразница 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 t_пл?

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. Практическое значение измерения температуры плавления.

2. "Экстрагирование иода из водного раствора органическим растворителем" (Практический навык).

Экстрагирование – процесс извлечения вещества, растворенного в одном растворителе, другим растворителем (экстрагентом), который не смешивается с первым и лучше растворяет извлекаемое вещество.

Экстрагирование можно использовать для:

1) выделения вещества из смеси;

2) очистки раствора вещества от примесей;

3) разделения смеси на компоненты.

Экстрагирование основано на законе распределения Нернста, согласно которому, если экстрагируемое вещество обладает одинаковой величиной частиц в обоих растворителях и не вступает с ними в химическое взаимодействие:

где – концентрация извлекаемого вещества в экстракте;

– концентрация извлекаемого вещества в рафинате;

К – коэффициент распределения.

 

Используя закон распределения, можно рассчитать массу вещества, оставшегося после однократной экстракции в первом растворителе (m₁) и перешедшего в экстрагент по формулам:

_{; , где}

m₀ – масса извлекаемого вещества в исходном растворе;

V₁ – объем исходного раствора;

V₂ - объем экстрагента;

К - коэффициент распределения.