Punto di fusione

Fonte: Vy M. Dong e Jan Riedel, Dipartimento di Chimica, Università della California, Irvine, CA

Una delle proprietà più importanti di un solido cristallino è il suo punto di fusione. Può essere utilizzato per determinare la purezza di un composto noto e fornisce informazioni importanti sulla stabilità dei cristalli formati.

I solidi possono essere trovati principalmente in una struttura ordinata (solido cristallino) o in una struttura non ordinata (solido amorfo). I solidi cristallini si organizzeranno in un reticolo cristallino. Rimuovere atomi o molecole da questo reticolo richiede energia. Pertanto, il trasferimento di un atomo o di una molecola dalla fase solida cristallina alla fase liquida richiede energia sotto forma di calore. Il punto di fusione è la quantità di energia sotto forma di calore necessaria per rimuovere atomi o molecole dal reticolo cristallino.

Non tutte le molecole cristallizzeranno in un singolo reticolo cristallino. Alcune molecole organiche sono note per cristallizzare in diversi reticoli che sono simili in energia. Questi solidi sono chiamati polimorfi perché non hanno un punto di fusione definito ma piuttosto un intervallo di temperatura di dove i solidi si sciolgono.

Un altro fattore che può influenzare il punto di fusione sono le impurità. Nella maggior parte dei casi il punto di fusione di un campione diminuirà quando si contiene un'impurità. La misurazione del punto di fusione può quindi fornire una misura qualitativa della purezza di un campione noto.

La misurazione del punto di fusione richiede un apparato speciale, per lo più un blocco di rame che può essere riscaldato elettronicamente. La temperatura può essere prelevata da un sensore elettronico o da un termometro.

1. Preparazione del campione

1. Prendi uno speciale capillare di vetro che si adatta all'apparato del punto di fusione in uso.
2. Immergere l'estremità aperta del capillare in un campione di acido benzoico
3. Picchiettare delicatamente il capillare di vetro su una superficie dura, come un tavolo, in modo che l'acido benzoico si sposti verso il fondo del capillare di vetro

2. Misurazione del punto di fusione

1. Inserire il capillare di vetro nell'apparecchio del punto di fusione.
2. Riscaldare l'apparecchio con una velocità di 10 °C/min fino a quando non è vicino al punto di fusione previsto.
3. Ridurre la velocità a 1 °C/min e osservare attentamente il campione.
4. Registrare la temperatura quando il campione inizia a sciogliersi e quando è completamente fuso.

Un campione di acido benzoico puro si scioglierà a 122 °C.

Il punto di fusione è una proprietà importante di un solido cristallino. Può essere misurato facilmente e fornisce informazioni sull'identità e la purezza, nonché sulla forza di legame all'interno del reticolo cristallino.

Grazie alla sua semplice determinazione, il punto di fusione è ancora una proprietà importante che viene comunemente impiegata per identificare i composti e qualificarne la purezza. Il punto di fusione può essere utilizzato non solo per identificare i solidi, ma anche i liquidi come l'isopropanolo. Attraverso la derivatizzazione dell'isopropanolo con acido 4-nitrobenzoico al suo estere corrispondente, il derivato diventa un solido definito con un punto di fusione, che ora consente l'identificazione.