نوان: تعیین دمای ذوب

هدف : اندازه گیری ثابتهای فیزیكی و برخی روشهای جداسازی، تخلیص و شناسایی تركیبها

تئوری:

· در اثر جذب انرژی، آرایش منظم ذرات در یك تركیب جامد و بلوری به آرایش نامنظم(حالت مایع) تبدیل می شود. این عمل را ذوب می گویند.

· پدیده ذوب وقتی روی می دهد كه انرژی گرمایی بر نیروهای بین ملكولی كه ذرات را در حالت جامد نگه می دارند فایق آید.

· نقطه ذوب یك تركیب، دمایی است كه در آن، جسم به صورت مایع در می آید.

· در این دما فشار بخار مایع و فشار بخار جامد برابرند و دو فاز مایع و جامد در حال تعادل هستند.

· دمای ذوب یك جسم خالص در طول عمل ذوب ثابت می ماند. به عبارت دیگر، اگر به مخلوط مایع و جامد یك جسم خالص گرما بدهیم، تا وقتی كه تمام جامد به مایع تبدیل نشود، دمای جسم بالا نمی رود. و چنانچه گرم كردن متوقف شود، تا زمانی كه تمامی مخلوط جامد نشده است، دما پائین نمی رود.

· برخی از جامدات آلی در دمای ذوب شدن یا پیش از آن بر اثر گرما تجزیه می شوند. در این صورت می توان به جای نقطه ذوب دمای تجزیه را به عنوان یك خاصیت فیزیكی مورد استفاده قرار داد.

· بعضی از مواد فشار بخار بالایی دارند، به طوری كه در نقطه ذوب خود یا پیش از آن تصعید می شوند. در این گونه موارد تعیین نقطه ذوب در لوله در بسته انجام می شود.

· بعضی مواد قبل از ذوب شدن حلال تبلور خود را از دست می دهند (عرق می کنند) در این حالت اولین قطره مایع دیده شده نقطه ذوب واقعی است.

 

تعیین دمای ذوب:

دمای ذوب را عمدتا به دو طریق زیر تعیین میکنند:

1- لوله تیل

2- دستگاههای اندازه گیری دقیق میكروسكوپی

1- لوله تیل:   وسیله ساده ای است كه به سهولت قابل دسترسی است. لوله تیل به نحوی طراحی شده است كه وقتی در آن روغن می ریزیم و لوله را گرم می كنیم، در آن تبادل گرمایی صورت می گیرد.  به نحوی كه توزیع دما در سراسر روغن داخل لوله یكنواخت می شود. چنانچه لوله تیل در دسترس نباشد از یک بشر کوچک 50 یا 100 میلی لیتری می توان به عنوان حمام استفاده کرد.

وسایل و مواد مورد نیاز :

مقدار کمی از نمونه جامد مجهول- یک عدد لوله مویین به طول حدود 10 سانتی متر-  دما سنج (ترمو متر)-بشر100ml- مقدار کمی چسب شیشه ای - گیره و پایه- هیتر- حمام روغن یک عدد لوله پاسکال.

 

آماده كردن نمونه:

· مقدار كمی از تركیب جامد را در هاون ساختیم و به صورت پودر نرمی در آوریدم.

· یك لوله مویین به طول حدود 10 سانتیمتر بردارشتیم و یك انتهای آن را با استفاده از شعله مسدود كردیم.

· انتهای باز لوله را در توده نرم شده که با هاون ساخته بودیم ،فرو كردیم تا مقداری از آن داخل لوله شد.

·   یك لوله شیشه ای را كه ابتدا و انتهای آن باز بود برداشتیمو به طور عمودی روی میز قرار دادیم و لوله مویین را از سمت انتهای بسته در آن چند بار رها کردیم  تا تمام پوردر انتهای لوله مویین قرار گرفت.

· لوله مویین را به كمك یك چسب شیشه ای به دماسنج متصل کردیم به طوری كه انتهای لوله مویین و بخش جیوه ای دماسنج هم تراز شدند.

· دماسنج و لوله مویین را به كمك پایه و گیره در داخل حمام روغن قرار دادیم.

· حمام را به آهستگی با هیتر گرم كردیم و دمای ابتدا و انتهای ذوب شدن را از روی درجات دماسنج با دقت یاداشت کردیم.

 T1=78.5      T2=80.5

T=T2-T1=80.5-78.5=2

. از این آزمایش نتیجه گرفتیم که مایع مجهول نفتالین هست.

نقاط ذوب مخلوط ها:

· دمای ذوب هر ماده بلوری خالص، یك خاصیت فیزیكی آن ماده است و می توان از آن برای شناسایی یك تركیب استفاده كرد.

· به طور كلی افزایش تدریجی و پی در پی ناخالصی به یك ماده خالص سبب می شود كه به نسبت مقدار ناخالصی افزوده شده نقطه ذوب كاهش یابد.