沸点和沸程的测定
同修 / 2022-07-15
沸点和沸程的测定
一、沸点的测定
当液体的温度升高时，它的蒸气压随之增加，当它的蒸气压与大气压相等时，开始沸腾。液体在一个大气压时的沸腾温度称为它的沸点。对纯物质有固定的沸点，其沸点范围在1～3℃，若含有杂质则沸点上升，并且沸点范围会超过3～5℃，因此沸点也是衡量物质纯度的标准之一。沸点可用下述两种方法测定。
1.少量液体样品沸点的测定
所用仪器如图16-12所示。
将烧瓶、试管及温度计用胶塞连接，温度计下端与试管中样品液面相距20毫米，烧瓶中注入约1/2体积的硫酸。
量取适量样品，注入试管中，其液面略低于烧瓶中硫酸的液面。加热，当温度计读数上升到某确定数值并在相当一段时间内保持不变时，此温度即为沸点。
2.毛细管法
测定在沸点管中进行。沸点管是由一个直径1毫米长90～110毫米，一端封闭的毛细管和一个直径4～5毫米长80～100毫米的一端封闭的粗玻璃管所组成。取样品0.25～0.50毫升置于较粗的玻璃管中，将毛细管倒置其内，封闭的一端向上，如图
16-13所示。将沸点管缚于温度计上，置于热浴(根据被测物沸点不同而异)中，缓缓加热，当有一串气泡迅速地由毛细管中连续逸出时，移去热源，气泡逸出的速度逐渐减慢，当气泡停止逸出而液体刚要进入毛细管时，此刻的温度即为沸点。
沸点测定后应对大气压力引起的误差进行校正。当大气压不恰是760毫米汞柱，而相差仅在±5毫米汞柱以内，校正可忽略；当相差在士30毫米汞柱以内可用下列经验公式来校正：校正沸点=t+△t
对缔合性液体(如醇、酸等)：
△t=0.00010×(760-P)×(t+273)
对于非缔合性液体(如烃、醚等)：
△t=0.00012×(760-P)×(t+273)
式中t——温度计所示读数；
P——气压计所示大气压力，毫米汞柱。
二、沸程(馏程)的测定
对有机溶剂和石油产品，沸程是衡量其纯度的主要指标之一。此法系在标准状况下(0℃，760毫米汞柱)，对样品进行蒸馏，记录第一滴样品馏出的温度(初馏点)和蒸出不同体积样品的温度，以及残留量和损失量。对各种样品都根据不同的沸程数据，规定了相应的质量标准，可以根据测得的数据确定样品的质量。如某种车用汽油的沸程规格为：初馏点不低于35℃，10%馏出温度不高于70℃，50%的馏出温度不高于105℃，90%馏出温度不高于165℃，终沸点不高于180℃，残留量不大于1.5%，损失量不大于2.5%。
1.仪器
沸程测定仪如图16-14。
2.测定方法
（1）准备工作首先用带有布条的铜丝或铅丝将冷凝管内壁拭净。向冷凝器中通冷却水至能盖过冷凝管为止。
用清洁干燥的100毫升量筒，准确量取100毫升样品，小心注入蒸信瓶中，不要使样品流入烧瓶的支管内。安好温度计，使水银球的上边缘与支管焊接处的下边缘在同一平面。蒸馏前烧瓶中应加入沸石，以防爆沸。
（2）沸程的测定装好仪器后，先记下大气压力，再开始均匀加热，按下述蒸馏速度来调节煤气灯火焰。
开始加热至初馏点：5～10分钟；
初馏点至馏出90%；每分钟4～5毫升；
90%至干点(即终沸点)：3～5分钟。
将接收馏出液的量简内壁与冷凝管下端接触，使馏出液沿量筒内壁流下。第一滴馏出液从冷凝管滴出时的温度即为初馏点。以后，每馏出10%的馏出物记一次温度。当量筒内液面达90毫升时，调整煤气灯，使被蒸馏物在3～5分钟达到干点，即温度计读数上升至最高点又开始有下降趋势，此时立即停止加热。5分钟后记下量筒内收集到的馏出物的体积，即回收量。在蒸馏时，所有读数都要求体积准确到0。5毫升，温度准确到1℃。
停止加热后，先取下烧瓶罩，使烧瓶冷却5分钟，然后，从冷凝管卸下烧瓶，取出温度计，再小心将烧瓶中热残渣倒入10毫升量筒内，冷却到20±3℃，记下残留物体积，即残留量，准确到0.1毫升。
蒸馏损失量=100-回收量-残留量。
两次平行测定结果允许误差为：
初馏点：不大于4℃；
中间各点及干点：不大于2℃；
残留物：不大于0.2毫升。
(3)大气压力的校正蒸馏时的大气压力在750～770毫米汞柱时可不做校正。当大气压力小于750毫米汞柱或大于770毫米汞柱时，应按下式校正：
c=0.00012(760-P)(273+t)
式中 C——换算成760毫米汞柱时的温度校正系数；
P——测定时大气压力，毫米汞柱；
t——样品馏出温度，℃。
考虑到压力校正，各馏出点的温度应按下式校正：to=t±c
式中to——760毫米汞柱时的馏出温度，℃。
当大气压力低于750毫米汞柱时，应加上c值；高于770毫米汞柱时，应减去c值。
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