66. Визначення фізичних констант

Кожна органічна сполука характеризується фізичними константами за певних умов: для твердих речовин – температура плавлення (ТПЛ), для рідких – температура кипіння (ТКИП), показник заломлення (n) та густина (питома маса) (d).

Найпростішим способом ідентифікації невідомої речовини, а також перевірки її чистоти є визначення її фізичних констант та порівняння їх з літературними даними.

Температурою плавлення (ТПЛ) речовини називається така температура, за якої тверда речовина знаходиться у рівновазі зі своїм розплавом. Чиста речовина має чітко виражену температуру плавлення, яка завжди вища, ніж у забрудненої. Для визначення температури плавлення використовують прилад, Капіляр – тонка скляна трубочка з внутрішнім діаметром 0,6…1 мм завдовжки 30…40 мм. Заповнюють капіляр так: відкритим кінцем його занурюють у речовину, а потім запаяним кінцем донизу кидають у довгу скляну трубку. Повторюють цю операцію багаторазово, доки висота ущільненого шару речовини у капілярі не сягне5…10 мм. Заповнений капіляр закріплюють за допомогою гумового кільця на термометрі так, щоб стовпчик речовини знаходився саме навпроти кульки термометра. Після цього термометр закріплюють гумовою пробкою(з вирізом навпроти шкали) у колбі.Зовнішній вигляд речовини перед плавленням дещо змінюється. Вона ущільнюється, в окремих місцях з’являються бульбашки пари. Потім вона “змочується” – цей момент і є початком плавлення. Коли вся речовина перетворюється на прозору рідину, настає кінець плавлення. Інтервал між початком та кінцем плавлення для чистої речовини – не більше 1…2 °С. З двох визначень розраховується середня температура плавлення.

Температура, при якій тиск пари рідини дорівнює зовнішньому тиску, називається температурою кипіння (ТКИП)Дані про температуру кипіння завжди супроводжуються даними про тиск, при якому її визначали. ТКИП можна визначити як у паровій. так і в рідкій фазі. У першому випадку одержують точніші результати, оскільки температура пари практично не залежить від коливань температури всередині рідини, які неминучі при її безпосередньому нагріванні. На практиці температуру кипіння визначають під час перегонки. Температурою кипіння вважається та температура, яка не змінюється протягом 2…3 хв.

Питомою вагоюназивається фізична величина, що чисельно дорівнює відношенню ваги Р тіла до його об’єму V.Ареометр з постійним об'ємом являє собою циліндр що має додатну плавучість у воді. До ареометра прикріплені чашки (верхня і нижня), в яких розміщують досліджуване тіло і рівноваги. На ареометрі нанесена риска m, до якої ареометр потрібно занурити у воду. При виконані цієї умови об'єм зануреної у воду частини приладу залишається постійним. Звідси і назва приладу "ареометр з постійним об'ємом".

Розчинність речовини в певному розчиннику характеризують її максимальною масою, яка може розчинитися за даних умов (температури, тиску) у 100 г розчинника.Рідини за їх розчинністю у воді поділяють на добре розчинні, малорозчинн і і практично нерозчинні. Деякі рідини, як спирт і гліцерин, змішуються з водою у будь-яких відношеннях, не утворюючи насичених розчинів. За приклад малорозчинних рідин може служити ефір, який уже при невеликих кількостях утворює з водою насичений розчин. Вода в ефірі розчиняється теж дуже мало. Тому при змішуванні ефіру з водою утворюються два шари насичених розчинів: нижній шар — ефіру у воді і верхній — води в ефірі підвищенням температури взаємна розчинність рідин звичайно збільшується. До нерозчинних у воді рідин належать бензин, гас, олія та ін. Вода в цих речовинах теж не розчиняється