Найбільш поширений метод визначення температури плавлення речовин в запаяних з одного кінця скляних капілярах діаметром близько 1 мм і довжиною 70-90 мм. Капіляри виготовляють в склодувних майстерень з тонкостінних скляних трубок діаметром 10-15 мм. Призначені для виготовлення капілярів трубки слід попередньо ретельно промити дистильованою водою і висушити. Зберігати готові капіляри необхідно в щільно закритих пробками пробірках, щоб вони не бруднилися і не припадали пилом.
Речовина, температуру плавлення якого потрібно визначити, висушують до постійної маси, після чого невелику його порцію, рівну приблизно 3-5 мг, ретельно розтирають на чистому годинному склі шпателем або кінчиком скальпеля в тонкий порошок. Далі відкритим кінцем капіляра зачерпують частина порошку і переводять його на дно капіляра легким струшуванням. Для ущільнення речовини в капілярі останній кидають кілька разів в скляну трубку завдовжки 60-80 см, встановлену вертикально на мармуровій або керамічній плитці. Операцію повторюють кілька разів, поки на дні капіляра не утворюється шар порошку висотою близько 2 мм.
Деякі, наприклад воскоподібні речовини, не вдасться розтерти в топкий порошок. У таких випадках використовують капіляри, відкриті з обох кінців. Заповнення виробляють, натискаючи капилляром на шматок речовини. Температуру плавлення визначають в металевих блоках або приладах з повітряної лазнею, або поміщають капіляр з речовиною в більш широкий капіляр, заправлений з одного кінця.
При необхідності визначення температури плавлення без доступу повітря, капіляр, витягнутий з відрізка скляній трубки не відламуючи його від трубки, запаюють з одного кінця і набивають речовиною. Далі трубку приєднують до вакуумної лінії, капіляр отпаивают або під вакуумом або після заповнення системи інертним газом.
Існує безліч різних приладів для визначення температури плавлення речовин в капілярах. Найбільш придатними з них слід вважати ті які забезпечують можливість рівномірного і повільного підвищення температури в широкому інтервалі. При швидкому нагріванні неминуче виникають помилки внаслідок різної теплопровідності кульки термометра і капіляра з речовиною, їх різної маси, а також через неможливість миттєвого розплавлення речовини. Тому поблизу очікуваної температури плавлення необхідно підтримувати швидкість нагріву не більше 1 ° С в 1 хв, а під час плавлення - 1 ° С за 2-3 хв.
Мал. 90. Прилад Тіле для визначення температури правління 1 - капіляр з пеществом; 2 - ізольована електрична обмотка; 3 рідким теплоносій.
Мал. 91. Прилад для визначення температури плавлення речовин: 1 - капплллр з речовиною; 2 - хлоркаліціовая трубка 3 - рідкий теплоносій
При цьому відзначають температурний інтервал від початку злипання порошку в капілярі до зникнення останніх кристалів і утворення прозорого розплаву. Якщо приблизне значення температури плавлення невідомо, готують відразу два капіляри з речовиною. Перший використовують для грубого визначення температури плавлення, яке виробляють при швидкому нагріванні - приблизно на 5 O C в 1 хв у всьому ймовірний інтервалі плавлення.
З приладів з рідкими теплоносіями найбільшого поширення набув прилад Тіле (рис. 90). Його конструкція забезпечує разномерной природну циркуляцію рідини, що нагрівається, що виключає виникнення конвективних потоків, які могли б привести до нерівномірності нагріву. Нижня частина коліна обігрівається на невеликому полум'ї спиртівки, або-краще - обмотується нихромовой спіраллю, що включається в мережу через автотрансформатор. Регулятор останнього корисно градуювати по температурі.
Кулька термометра в приладі Тіле повинен знаходитися на рівній відстані від стінок приблизно посередині вертикального ділянки - там, де рух рідини найбільш рівномірний.
Капіляр з речовиною можна прикріплювати безпосередньо до термометра, наприклад за допомогою гумового колечка, проте зручніше вводити капіляр через бічну похилу трубку - це дозволяє легко його замінювати, не виймаючи термометра. Необхідно суворо стежити, щоб кінець капіляра з речовиною стикався з серединою ртутного кульки термометра. Спостереження за плавленням ведуть через збільшувальне скло, обов'язково в захисних окулярах або масці.
Набагато зручніше прилади, в яких термометр і капіляр не стикаються з рідким теплоносієм, а знаходяться в повітряній бані. Капіляр прикріплюють до термометра тонкої м'яким дротом, а якщо температура не вище 150 ° С, - за допомогою гумового колечка. Прилад може мати також бічні похилі трубки для введення капілярів. Щоб в трубки не потрапив холодне повітря, їх слід затикати тампонами з волокнистого азбесту або скляної вати.
Кращими рідинами для розглянутих приладів в даний час є висококиплячі силіконові масла, оскільки вони нетоксичні, неагресивні і дозволяють проводити нагрівання до 850 O C.
Ряд переваг перед скляними приладами мають масивні металеві, найчастіше мідні, блоки для визначення температури плавлення, які неважко виготовити в лабораторних майстерень (рис. 92). Блок може бути нагрітий до будь-якої необхідної температури за допомогою електричної обмотки, підключеної через ЛАТР. Рівномірність і плавність нагріву забезпечуються високою теплопровідністю міді і великою масою блоку. Важливо лише, щоб кулька термометра і капіляр знаходилися в безпосередній близькості один від одного і не торкалися до стінок каналу. Капіляр прикріплюють до термометра, або вводять через спеціальний капав. Щоб всередину блоку не потрапляв холодне повітря, отвори каналу для спостереження повинні бути закриті слюдою або скляними пластинками, а канали для введення термометра і капіляра - волокнистих азбестом або скловатою. Зовні блок ретельно ізолюють.
Блок, який ви бачите на рис. 92,6, легко змонтувати на предметному столику мікроскопа.
Мал. 93. Металеві блоки для визначення температури плавлення речовин: а: 1 збільшувальне скло, 2 скляні пластинки 3 матове скло, 4 -отражатель б: 1 - капіляр з речовиною, 2 електрообмотка, 3 термоізоляція 4 - Покрова скло, 5 - Дзеркало.
В цьому випадку капіляр не забивають щільно, а поміщають в нього лише кілька дрібних кристаликів речовини. Спостереження за плавленням через мікроскоп дозволяє отримати більш точні значення температури плавлення, а також відзначити деякі зміни, наприклад виділення бульбашок газу і т. П. Часто невидимі неозброєним оком. У той же час вимірювання температури плавлення змішаної проби проводити краще звичайним капілярним методом.
Простий і зручний метод визначення температури плавлення невозгоняющіхся з'єднань, при якому невелика кількість речовини наноситься безпосередньо на ртутна кулька розташованого горизонтально термометра. Блок, призначений для цієї мети, зображений на рис. 9 3. Він забезпечує високу точність вимірювання при условкн нагріву поблизу температури плавлення не швидше ніж на 1 ° С в 1 хв. Для визначення досить нанести на кульку термометра мінімальна кількість дуже тонкого порошку. Момент розплавлення з цьому випадку видно особливо чітко.
Визначення температури плавлення (з попередніми заморожуванням проби) може бути також використано для встановлення ступеня чистоти і для попередньої ідентифікації багатьох рідких при кімнатній температурі речовин. У звичайний запаяний з одного кінця капіляр діаметром близько 1 мм вносять необхідну кількість рідини за допомогою іншого вужчого капіляра діаметром 0,3-0,4 мм. Потім більш вузький капіляр оплавляют і використовують його для перемішування рідини в процесі кристалізації, якщо вона схильна до переохолодження. Охолоджуюча лазня повинна мати температуру на 10-15 ° С нижче температури застигання рідини. У зв'язку з цим, для охолодження застосовують або суміш льоду і солі, або ацетон і «сухий лід». У охолоджуючу баню завадять прилад для визначення температури плавлення з порожньою внутрішньої колбою, в колбу якого наливають спирт або ацетон. Прилад постачають спиртовим або толуоловим термометром. Після того як прилад охолоне до потрібної температури, до термометру п рікрепляют охолоджений в тій же лазні капіляр з закристалізуватися рідиною і проводять визначення температури плавлення звичайним чином. Якщо швидкість підйому температури недостатня, колбу обігрівають струменем теплого повітря або рукою, якщо занадто висока - ізолюють колбу ватою, залишивши віконце для спостереження.
Мал. 63. Блок для визначення температури плавлення невозгоняющіхся з'єднань на кульці термометра: 1-нихромовая спіраль на керамічне підкладці; 2 термоізоляції; 3 скляна пластина.