ESERCITAZIONE: Punto di Fusione
OGGETTO: Determinazione del punto di fusione di alcune sostanze pure e di alcune miscele.
TABELLA:
STRUMENTI E APPARECCHI:
- Riscaldatore elettrico di precisione: detto anche “Apparecchio per il punto di fusione” – “Melting Point Instrument”, è un particolare macchinario che consente di riscaldare le sostanze contenute nei capillari di vetro. La velocità di riscaldamento dello strumento può essere stabilita, si può quindi programmare un riscaldamento veloce fino ad una specifica temperatura e poi un riscaldamento più lento. Inoltre è presente una lente d’ingrandimento per facilitare l’osservazione dei capillari.
- Tubo capillare di vetro: dei sottili e particolari contenitori monouso utilizzati nel nostro caso nella misurazione del punto di fusione.
- Capsula di Porcellana;
- Granelli di Acido Benzoico (colore bianco);
- Granelli di 2 Naftolo (grigio chiaro);
- Miscele di diversi Campioni.
GRAFICO:
RELAZIONE:
CONOSCENZE TEORICHE:
Il punto di fusione di una sostanza è il valore di temperatura in cui una sostanza è sia solida che liquida e si trova in equilibrio termodinamico, cioè senza che vi sia transizione fra le due fasi.
Durante la fusione la sostanza assorbe una certa quantità di calore, detta calore di fusione, che usa per rompere i legami interatomici o intermolecolari che formano il reticolo cristallino e la temperatura smette di salire finché la sostanza non è completamente liquida: finita la fusione, la temperatura ricomincia a salire.
DESCRIZIONE DELLA PROVA:
Lo scopo della prova è di determinare il punto di fusione di alcune sostanze pure e miscele. Per svolgere la prova bisogna innanzitutto provvedere a preparare i campioni da analizzare, nel nostro caso Acido Benzoico e 2 Naftolo, opportunamente miscelati per creare i diversi campioni. Queste due sostanze vengono poi conservate in capsule di porcellana. Le due sostanze devono essere ben asciutte e sotto forma granulosa (quasi polvere). Il prelievo viene effettuato direttamente con il tubo capillare di vetro spingendo l’estremità aperta nella sostanza. Battendo poi più volte il tubicino su una superficie dura, si comprime la sostanza sul fondo del capillare. La quantità di sostanza da mettere deve essere tale da formare una colonna compatta di circa 4-6 mm di altezza. Dopo aver compattato si può proseguire con l’analisi del punto di fusione inserendo i capillari 2 alla volta (anche se si potrebbe lavorare con 4 capillari) di lato nel Melting Point. Si seleziona la temperatura fino alla quale si vuole riscaldare velocemente (prendendo un valore più basso sapendo più o meno a quale temperatura fonde la sostanza). Raggiunta la temperatura impostata, l’apparecchio continuerà a riscaldare più lentamente in modo da essere più precisi (circa 1 minuto per far aumentare di un grado °C). In questa fase si osservano attentamente i tubi capillari dalla lente e si riporta in tabella a quale temperatura è iniziata e a quale temperatura è terminata la fusione, nel grafico poi si riporterà un valore medio. Il grafico consente di notare la differenza tra singole sostanze e sostanze miscelate. Si nota chiaramente come più la sostanza è pura, più alta è la temperatura di fusione, più è miscelata, più il punto di fusione sarà basso. Inoltre dalla tabella si nota come la differenza tra l’inizio e la fine del punto di fusione sia più ridotta nelle sostanze pure, e più ampia nelle miscele. Naturalmente per ogni sostanza si sarebbe dovuto provare più volte per confrontare i valori e prevenire errori, nel nostro caso non è stato possibile, perché ulteriori misurazioni portano via un sacco di tempo.