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F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
Purificazione di sostanze solide
Una sostanza di definisce pura quando, Una sostanza di definisce pura quando, sottoposta a ripetuti trattamenti di sottoposta a ripetuti trattamenti di purificazione, mantiene inalterate le sue purificazione, mantiene inalterate le sue grandezze fisiche caratteristichegrandezze fisiche caratteristiche
Purificazione di sostanze solide
Esistono due metodi principali per la Esistono due metodi principali per la purificazione delle sostanze solide:purificazione delle sostanze solide:
�� la la cristallizzazione cristallizzazione (semplice o frazionata)
�� la la sublimazionesublimazione
LL’’avvenuta purificazione può essere avvenuta purificazione può essere confermata attraverso il confermata attraverso il punto di fusionepunto di fusione
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
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La cristallizzazione è la dissoluzione della sostanza a caldo in un solvente in cui la sostanza stessa sia insolubile a temperatura ambiente; per successivo raffreddamento si ha deposizione di cristalli della sostanza purificata.
Infatti:
� Le impurezze possono essere più o meno solubili della sostanza nel solvente prescelto.
� Le meno solubili restano indisciolte nella soluzione a caldo e si separano per filtrazione a caldo.
� In soluzione va la sostanza e le impurezze solubili che si trovano, rispetto ad essa, ad una concentrazione minore; con il raffreddamento la soluzione diventa sovrasatura rispetto alla sostanza che cristallizza, ma non rispetto alle impurezze, che si trovano in concentrazione minore e che quindi restano in soluzione.
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Cristallizzazione
Cristallizzazione
SolubilitSolubilitàà
Tem
pera
tura
Tem
pera
tura
Tg
Ta
Tc
Te
Cg Ca Cc
T = temperaturaT = temperatura
C = concentrazioneC = concentrazione
g = solidog = solido
a = ambientea = ambiente
c = cristallizzazionec = cristallizzazione
e = ebollizionee = ebollizione
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
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Il processo di cristallizzazione può essere sintetizzato in:
� Scelta del solvente opportuno;
� Dissoluzione della sostanza da purificare nel solvente all’ebollizione;
� Filtrazione a caldo della soluzione ottenuta per eliminare le impurezze insolubili;
� Raffreddamento della soluzione filtrata ed ottenimento dei cristalli;
� Separazione dei cristalli dalle acque madri;
� Lavaggio ed essiccamento dei cristalli.
Cristallizzazione
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
Fra i solventi inorganici il più usato è l’H2O. In certi casi si usa l’H2O con aggiunta di piccole quantità di acidi e basi. Di rado si usano POCl3, SO2Cl2, SOCl2 ed H2SO4.
I solventi organici più usati sono: CH3OH, CH3CH2OH, mentre l’etere va usato solo quando indispensabile offrendo notevoli inconvenienti per il suo basso punto di ebollizione e perché molto infiammabile.
Per sostanze difficilmente solubili si usano CH3COOH e la piridina, aventi un elevato potere solvente anche a freddo.
In alcuni casi si ricorre alle miscele di solventi (es. H2O/EtOH, ligroina/benzolo)
Cristallizzazione: scelta del solvente
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
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Le caratteristiche di un solvente adatto per la cristallizzazione di una sostanza sono:
1. La curva di solubilità della sostanza nel solvente deve salire rapidamente con la temperatura, in maniera che essa si sciolga molto a caldo e poco a freddo. Si raffredda la soluzione al di sotto della temperatura ambiente con ghiaccio per facilitare la separazione del composto cristallino.
Cristallizzazione: scelta del solvente
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
2. Il solvente deve essere inerte, non reagire con la sostanza: ad esempio non si usa mai l’alcool per cristallizzare un cloruro acido in quanto si otterrebbe l’estere.
3. Le impurezze che accompagnano la sostanza devono essere rispetto ad essa o molto più o meno solubili nel solvente impiegato.
4. Il solvente deve possedere una volatilità intermedia (T.eb.> 60° C < 140° C) e comunque la sua temperatura di ebollizione deve essere minore della temperatura di fusione del soluto.
Cristallizzazione: scelta del solvente
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
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Cristallizzazione: scelta del solvente
I solventi possono essere:
� Polari protici: es. H2O, CH3OH
� Apolari protici: es. CH3COOC2H5
� Apolari: es. C6H6, CH3-C6H5
La scelta del solvente deve anche tenere conto della cristallizzabilità potenziale (cp):
dove C è la concentrazione della sostanza da cristallizzare rispetto al solvente e Cs è la sua solubilità alla temperatura considerata nel medesimo solvente
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
Cs
Ccp =
Preparazione della soluzione satura alla temperatura di ebollizione.Si procede ponendo prima la sostanza e poi
aggiungendo circa una metà del solvente e
successivamente si scalda quasi all’ebollizione:
si aggiunge poi gradualmente il resto del
solvente necessario alla completa dissoluzione,
dopo aver allontanato la provetta dalla
fiamma.
Se la soluzione bollente è limpida non si filtra
perché non si hanno impurezze insolubili a caldo;
in caso contrario si filtra a attraverso un filtro
posto in imbuto riscaldato con il solvente all’ebollizione per evitare cristallizzazione della sostanza sul filtro freddo.
Cristallizzazione
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
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Filtrazione, lavaggio ed essiccamento dei cristalli.Per separare i cristalli dalle acque madri si usa il
buchner col fondo di porcellana collegato con
l’apposita beuta da vuoto. Il filtro di carta deve
essere delle stesse dimensioni del fondo per
evitare perdite. Il buchner presenta dei vantaggi
rispetto al comune filtrazione: permette grande
rapidità riducendo di circa 10 volte il tempo
necessario, inoltre per la limitata superficie della
carta vengono ridotte al minimo i pericoli di perdita.
L’aspirazione determina un iniziale essiccamento del
prodotto. Quando la filtrazione è cessata, si deve
staccare prima la gomma e poi chiudere l’acqua per la pompa: operando inversamente avremmo dei pericolosi risucchi. Per filtrazioni più accurate si usano i Gooch, col fondo di vetro poroso. Tenere pulita la beuta dove si raccolgono le acque madri, queste non vanno mai buttate potendo servire nel caso che passi nel filtrato anche del solido.
Cristallizzazione
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
Filtrazione, lavaggio ed essiccamento dei cristalli.Dopo aver staccato il vuoto si aggiunge qualche goccia di solvente in modo che si possa scendere lentamente attraverso i cristalli sul buchner e lavarli meglio da residui di acque madri; si riattacca poi il vuoto e si lascia asciugare. Per il lavaggio conviene usare piccole porzioni di solvente ogni volta.
L’essiccamento dei cristalli si esegue dapprima comprimendoli con una spatola su un pezzo di porcellana porosa che assorbe per capilllarità il liquido presente, indi ponendoli sotto vuoto e riscaldando per eliminare le ultime tracce di solvente.
Il vuoto è necessario perché permette di eliminare agevolmente il solvente senza raggiungere temperature elevate che potrebbero provocare decomposizione. Si usa a tale scopo una pompa ad H2O (effetto venturi!).
Per l’essiccamento sotto vuoto si pone la sostanza suddivisa e non ammassata sul fondo di una provetta protetta in alto con della carta da filtro forata per evitare perdite e contaminazioni.
Cristallizzazione
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
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Cristallizzazione
Essiccamento sottovuoto dei cristalli.La provetta, la cui estremità superiore deve essere
chiusa mediante carta da filtro, si pone in un
provettone da vuoto il cui fondo va riempito di CaCl2ed ovatta per adagiarvela comodamente.
Il provettone a sua volta si mette in un
bagnomaria che va riscaldato cautamente
a temperatura < di circa 20°C a quella di fusione
del composto che si sta essiccando.
Prima di staccare il vuoto, si toglie il bagnomaria
e si asciuga l’esterno del provettone per evitare
che l’ambiente saturo di umidità possa di nuovo
inumidire il prodotto data la facilità con la quale
il vapore acqueo verrebbe risucchiato per la depressione.
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Cristallizzazione frazionata
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3322
5544 7766
9988 11111010 13131212
Solido di partenzaSolido di partenza
A A sxsx del diagramma vanno i precipitati; a del diagramma vanno i precipitati; a dxdx le soluzionile soluzioni
- solubile + solubile
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Permette di separare due o più sostanze, o purificarne una in maniera da ottenere la massima quantità di sostanza.
Si consideri una miscela da separare che viene sciolta, elevando la temperatura in un solvente per dare una soluzione (1).
Da quest’ultima, per raffreddamento, si separano i cristalli che vengono filtrati ottenendo in precipitato(2) e nell’H2O madre (3).
Il precipitato (2) è sciolto nella minima quantità di solvente a caldo e, dalla soluzione che ne risulta, dopo raffreddamento, si ottengono un precipitato (4) e l’H2O madre (5).
Nel frattempo l’acqua madre (3) era stata concentrata, e dalla soluzione concentrata, per raffreddamento, si ottengono il precipitato (6) e l’H2O madre (7).
Si uniscono l’H2O madre (5) e il precipitato (6) in una singola frazione e, dopo riscaldamento per formare una soluzione, vengono subito dopo raffreddamento per originare il precipitato (10) e l’H2O madre(9).
Procedendo in questo modo il composto meno solubile rimarrà alla sinistra del diagramma, il più solubile a destra, mentre i composti di solubilitàintermedia saranno compresi tra questi due estremi.
Cristallizzazione frazionata
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I precipitati cristallini vengono sottoposti ai test di purezza, con l’osservazione del reticolo cristallino al microscopio elettronico oppure con la determinazione del punto di fusione.
Se il precipitato puro è costituito da due frazioni cristalline, ciò indica che la soluzione da cui era stato ottenuto era satura di entrambi i componenti. In tal caso si dovràscegliere un altro solvente, in cui le due sostanze hanno solubilità diverse.
Cristallizzazione frazionata
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La sublimazione è il passaggio di una sostanza dallo stato solido allo stato vapore senza formazione dell’intermedio stato liquido. Si tratta di processo di purificazione di sostanze che sublimano facilmente.
Le sostanze che hanno una tensione di vapore molto bassa non sublimano e questo passaggio dallo stato solido allo stato vapore si ha solo per quei composti, la cui tensione di vapore non superi, nelle condizioni di sublimazione, la tensione di vapore corrispondente al punto triplo. Si considerano due diagrammi di stato: H2O e CO2.
Il diagramma di stato dell’H2O ci consente di conoscere, in funzione della temperatura e della pressione, i campi di esistenza di ciascuno stato di aggregazione della specie chimica (H2O).
La curva OA è la curva della pressione di sublimazione del ghiaccio, che rappresenta la variazione della tensione di vapore del ghiaccio in equilibrio con il vapore al variare della temperatura e che divide la regione del solido da quella del vapore. O è il punto triplo, in cui sono simultaneamente in equilibrio solido, liquido e vapore.
Sublimazione
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
Sublimazione: diagramma di stato dell’acqua
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E’ evidente dal diagramma di stato che per pressioni inferiori a quella del punto triplo, fornendo calore ad un solido, si ha la sua completa trasformazione in vapore, e, sottraendo calore al vapore, si ha la sua trasformazione in solido: in entrambi questi processi, sublimazione e brinamento, non si ha formazione del liquido.
Nel caso di pressioni superiori a quella del punto triplo il passaggio dal solido al vapore, e viceversa, avviene attraverso la formazione dello stato liquido.
Esistono alcune sostanze per le quali la tensione di vapore al punto triplo assume valori più alti di 1 atm.: queste sostanze sublimano spontaneamente a temperatura ambiente.
E’ il caso della CO2 il cui diagramma riporta che essa è in grado di sublimare a pressione ambiente perché la pressione corrispondente al suo punto triplo è pari a 5,1 atmosfere. Tale diagramma mostra che a temperatura ambiente la CO2 può essere liquida soltanto a pressioni elevate, superiori a 5,1 atmosfere.
Sublimazione
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Sublimazione: diagramma di stato della CO2
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I metodi di sublimazione sono:
1. Sublimazione a pressione atmosferica
2. Sublimatore a pressione ridotta
3. Microsublimatore di Craig
La sublimazione può essere effettuata a pressione ordinaria, persostanze che sublimano facilmente (naftalina e canfora); per esse la curva di tensione del vapore cresce rapidamente con la temperatura e raggiunge il valore della pressione atmosferica prima del punto di fusione per cui si ha direttamente il passaggio allo stato di vapore.
Sublimazione: esecuzione pratica
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
La sostanza da sublimare si pone tra
due vetrini da orologio sovrapposti
con le concavità affacciate, in modo
che il secondo funga da refrigerante;
si interpone tra di essi al di sopra
della sostanza un disco di carta ad
un filtro bucherellato, che permette
il passaggio dei vapori ed impedisce
che schizzi della sostanza, dovuti
alla corrente di aria calda proveniente dal basso, possano inquinare quelle già sublimata.
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
Sublimazione a pressione atmosferica
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Si tratta di operare la sublimazione sotto vuoto,
abbassando notevolmente la temperatura alla
quale il prodotto raggiunge con la sua tensione
di vapore il valore della pressione sovrastante.
Si usa un provettone da vuoto chiuso da un tappo,
attraverso il quale si fa passare una provetta col
fondo concavo che funge da refrigerante; nella
provetta si fa circolare dell’H2O fredda per
mantenere a bassa T la superficie concava.
Nel fondo del provettone si pone la sostanza da
sublimare, ricoperta da lana di vetro che
impedisce perdite eventuali per schizzi, specie
quando alla sublimazione si accompagna parziale fusione
Sublimazione a pressione ridotta
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
Tale microsublimatore permette di
lavorare su piccole quantità di
sostanza eliminando quasi
completamente i pericoli di perdite
per schizzi col gambo sottile che
separa il fondo dell’apparecchio
dalla superficie fredda.
Il riscaldamento viene effettuato con
un bm. o, per temperature
superiori ai 100°C, con un bagno
ad olio.
Sublimazione: microsublimatore di Craig
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� E’ la temperatura alla quale coesistono la fase liquida e la fase solida relativamente al passaggio solido-liquido.
� Si utilizza per la caratterizzazione, l’identificazione e la stima della purezza delle sostanze.
Punto di fusione
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� Una delle applicazioni più importanti del punto di fusione è il suo uso come criterio di purezza: se una sostanza è pura, il punto di fusione risulterà netto; nel caso di miscele. La fusione avrà luogo entro un intervallo di temperatura.
� Per semplici scopi di caratterizzazione il metodo del capillare fornisce risultati di discreta accuratezza; infatti una volta noto che il composto rientra in una cerchia ristretta di composti, anche un punto di fusione approssimato potrebbe essere sufficiente a stabilire l’identità del composto.
Punto di fusione
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
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Punto di fusione
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Considerazioni teoriche
� Quando una sostanza pura allo stato solido fonde, le molecole arrangiate secondo un alto grado di ordine nel reticolo cristallino, vengono separate dalle forze di agitazione termica per formare lo stato liquido, nel quale esse sono nel disordine quasi completo.
� Per una sostanza pura ideale tale trasformazione èaccompagnata da un brusco aumento dell’entropia, del contenuto calorico e, di norma, del volume. (l’acqua èun’eccezione!!)
� Nel caso delle sostanze pure la temperatura, durante il cambio di fase, si mantiene costante
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Punto di fusione
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L’effetto della pressione, p, sulla temperatura di fusione T di una sostanza pura può essere ricavata dall’equazione di Clausius-Clapeyron:
dove Vl e Vs sono rispettivamente i volumi molari del liquido e del solido (di solito Vl > Vs), e ∆H è il calore molare di fusione.
Da cui trivialmente si ricava:
Esiste quindi, di solito, una proporzionalità diretta tra T e p
Punto di fusione: effetto della pressione
H
VsVlT
dp
dT
∆−= )(
dpH
VsVlTdT ⋅
∆−= )(
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Punto di fusione: altri fattori influenti
Analogamente alla solubilità:
� Dimensioni della molecola (P.M.)
� Struttura della molecola (ramificata, lineare)
� Interazioni intermolecolari quali:
� legami idrogeno
� interazioni elettrostatiche
� interazioni dipolo-dipolo
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Nel caso di una miscela contenente una quantità di componente Amolto maggiore rispetto a quella di un secondo componente B, il punto di fusione sarà quasi sempre più basso di quello del componente A puro.
La dimostrazioneLa dimostrazione di quanto riportato necessita di associare all’equazione di Clausius-Clapeyron la legge di Raoult la quale afferma che, se la miscela è ideale, la tensione di vapore parziale dei componenti la miscela è proporzionale alla loro frazione molare:
dove p è la pressione parziale, p0 è la pressione del componente puro ed NA la frazione molare (NB: NA=mol A/mol tot.
quindi 0 <= NA <= 1)
Punto di fusione in miscela (sistemi ideali)
ANpp ⋅= 0
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
Dall’equazione di Clausius-Clapeyron otteniamo:
Considerando trascurabile la variazione di volume:
Assumendo un comportamento ideale V può
essere descritto attraverso l’equazione di stato dei
gas perfetti (PV=nRT -> V=nRT/P) da cui
ricaviamo (n è costante):
Punto di fusione in miscela (sistemi ideali)
VT
H
dT
dp
H
VT
dp
dT
H
VsVlT
dp
dT
∆∆=→
∆∆=→
∆−= )(
TV
H
dT
dp ∆=
dTRT
HPdp
RT
HP
dT
dp
RT
P
T
H
dT
dp ⋅∆=→∆=→⋅∆=22
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
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Visto che si opera a pressione ambiente (1atm):
Integrando tra i limiti T0 e T (T0 = T.F. del componente A puro):
dalla legge di Raoult sappiamo che p/p0= alla frazione molare del componente A (Na), quindi:
Punto di fusione in miscela (sistemi ideali)
dTRT
HdpdT
RT
HPdp ⋅∆=→⋅∆=
22
( )0
0
0002
lnlnRTT
TTH
p
p
RT
H
RT
H
p
pdT
RT
Hdp
−∆−=→
∆⋅
∆=→⋅∆=
( ) ( )0
0
0
0
0
0
0 303.2
)(lglnln
RTT
TTHN
RTT
TTHN
RTT
TTH
p
paa
−∆−=→−∆−=→−∆−=
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
Punto di fusione in miscela (sistemi ideali)
Pertanto, considerando ∆G costante, la variazione (T0-T=Tv) del punto di fusione del composto A ci sarà dato da:
ava NH
RTTT
RTT
TTHN lg
303.2
303.2
)(lg 0
0
0 ⋅
∆−=→−∆−=
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
Attenzione Attenzione NNaa èè la frazione la frazione molare quindi per composti puri molare quindi per composti puri NNaa=1 =1 --> lgN> lgNaa=0=0
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Affinchè quanto riportato sia valido è necessario
che:
1. i componenti A e B sono ideali allo stato solido;
2. Il vapore sopra il liquidi ed il solido si comporta
come un gas ideale
3. I volumi della fase liquida e solida siano
trascurabili
Punto di fusione in miscela (sistemi ideali)
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
Esistono delle miscele di sostanze organiche che vengono considerate non ideali, in quanto non seguono la legge di Raoult
Esempi di comportamento non ideale si verificano quando:
1. Se il soluto è in grado di formare dei dimeri o trimeri, il numero di molecole effettive nel sistema, di conseguenza, si ridurrà e l’abbassamento del punto di fusione sarà inferiore a quello previsto per i casi ideali. (soluzione di naftalene e acido acetico)
2. Il solvente ed il soluto, A e B, si combinano parzialmente nella fase liquida per dare origine ad un terzo composto AB. In questo caso si ha la deviazione dal comportamento ideale dovuta alla solvatazione o alla formazione di un composto molecolare: la formazione di AB non aumenta il numero di molecole di soluto ma in realtà diminuisce il numero di molecole di solvente libero residuo. La frazione molare del solvente èminore mentre quella del soluto è maggiore di quella prevista, cosicchèl’abbassamento del punto di fusione è più accentuato. (soluzione di m-dinitrobenzene in naftalene)
Punto di fusione in sistemi non ideali
F.F. Ortuso Ortuso -- Analisi dei Medicinali IIAnalisi dei Medicinali II
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3. In alcuni casi le molecole di soluto si dissociano per formare due o piùmolecole, incrementando perciò la frazione molare del soluto e dando quindi origine ad abbassamenti del punto di fusione più marcati di quelli calcolati per i casi ideali. (soluzione di esafeniletano in naftalene)
(Ph3)C-C(Ph3) -> 2 • C(Ph3)
Punto di fusione in sistemi non ideali
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Tecniche ed apparecchi per la misurazione del punto di fusione.Sono importanti le curve tempo-temperatura, che sono costruite ponendo in ascisse il tempo trascorso dall’inizio del processo di riscaldamento o raffreddamento e sull’asse delle ordinate la temperatura rilevata. Se la sostanza è pura, la temperatura rimarrà costante, al punto di solidificazione, per circa la metà del tempo richiesto per il processo completo del raffreddamento.
Le parti essenziali di uno strumento per la determinazione di una curva di raffreddamento sono:
1. Tubo da saggio che può essere riscaldato per fondere un campione;
2. Un termometro che misuri la temperatura del campione;
3. Un agitatore che mantenga l’equilibrio in tutto il campione;
4. Un rivestimento che consenta un raffreddamento lento e costante.
Punto di fusione
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✔ Tecniche ed apparecchi per la misurazione del punto di fusione
Tale apparecchio consiste di due tubi concentrici, quello interno ha 15mm di diametro e 10 cm di lunghezza, quello esterno circa 30 mm di diametro e 12 cm di lunghezza.
Il campione è posto nel tubo interno, il quale è chiuso con un tappo dal quale viene sospeso un termometro ed un sistema agitatore costituito da un filo metallico.
Il campione viene fuso fornendo calore al tubo interno, quindi si fa raffreddare lentamente, collocando il tubo esterno a ricoprire il primo, onde evitare le perdite di calore: è essenziale che nella determinazione delle curve di raffreddamento il gradiente di T tra il campione e l’ambiente esterno non sia troppo elevato.
Punto di fusione
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✔ Tecniche ed apparecchi per la misurazione del punto di fusione
Gli apparecchi essenziali per la determinazione del punto di fusione sono:
1. Capillare di vetro
2. Termometri
3. Apparecchio di Thiele
4. Apparecchio di Kofler
Punto di fusione
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✔ Tecniche ed apparecchi per la misurazione del punto di fusioneMetodo capillare
Tale metodo consiste nel raccogliere il campione, nella forma piùsuddivisa, in un capillare di vetro, immergendo in un bagno la cui temperatura viene incrementata gradualmente, ed osservando la temperatura del liquido adiacente al capillarequando la sostanza fonde.
Questo metodo presenta due vantaggi:
1. Si richiede solo una piccola quantità di sostanza;
2. Fornisce risultati di sufficiente accuratezza.
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Punto di fusione
✔ Tecniche ed apparecchi per la misurazione del punto di fusioneMetodo capillare
Il bagno deve essere sottoposto ad agitazione ed il suo riscaldamento deve avvenire in modo costante; in ogni caso diprossimità del punto di fusione questo aumento di temperatura non deve superare 1°C/minuto.
Il bagno deve permettere la completa visibilità del capillare e del termometro. La temperatura a cui l’ultimo cristallo si scioglie èquella corrispondente al punto di fusione. Se la sostanza fonde entro un intervallo di temperatura, la fusione iniziale non èvisibile in maniera netta.
Punto di fusione
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✔Tecniche ed apparecchi per la misurazione del punto di fusione
Si usano i termometri ad immersione parziale (si immerge il bulbo) e termometri ad immersione totale (si immerge sia il bulbo che la colonna dove si legge la T).
Liquidi per bagno di riscaldamento
Il liquido del bagno deve essere non volatile e inerte. I liquidi da scegliere variano a seconda del grado di temperatura ce si deve raggiungere nel corso della analisi.
Le paraffine liquide ed olii minerali sono liquidi per le temperature moderate.
L’H2SO4 conc. e H3PO4 o mix (H2SO4 conc + K2SO4) per T non superiori ai 200 °C.
Lo ftalato dibutilico usato per T >150 °C.
Gli organosilicici usati in bagni con T di 425-450 °C.
Punto di fusione
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✔ Tecniche ed apparecchi per la misurazione del punto di fusioneApparecchio di Thiele
In tale apparecchio è disposto in maniera tale che il liquido èriscaldato da un lato mentre il capillare ed il termometro sono sospesi dal lato opposto( Fig.4.24, pag.71).
La migliore è quella di Markley-Harshberg, dove il liquido èmantenuto in agitazione mentre il capillare con il campione ed il termometro sono posti in una zona adiabatica in cui non si ha differenza di T interna > a 0,025 °C.
Non si usa come liquido da bagno l’H2SO4 perché si decolora e produce fumi, quindi si usa un blocco di rame che funge da buon conduttore di calore.
Punto di fusione
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Apparecchio di Thiele
Punto di fusione
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Tecniche ed apparecchi per la misurazione del punto di fusioneApparecchio di Kofler
Si tratta di un apparecchio che sfrutta metodi ottici.
La sostanza viene posta su un vetrino posto a sua volta su un piattino metallico F.
Un fascio di luce, attraverso il filtro polarizzatore, colpisce la sostanza che si fonde e si legge la T attraverso il termometro.
Punto di fusione
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Punto di fusione
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Apparecchio di Kofler