Point de fusion

Le point de fusion, la température à laquelle un solide fond, est une propriété utile pour caractériser les composés organiques solides.

Cette technique est réalisée en observant la température, ou la plage de températures, à laquelle un solide fond. La pureté et l’identité peuvent ensuite être déterminées en comparant les données publiées.

Cette vidéo illustrera les principes du point de fusion, sa mesure et ses applications.

La phase solide est un état fondamental de la matière, où ses composants sont maintenus proches les uns des autres par de grandes forces d’attraction. Les solides peuvent être classés davantage par la disposition de leurs constituants : les solides amorphes sont désordonnés, tandis que les solides cristallins sont organisés en une structure en treillis. Pour faire fondre un solide, il faut fournir de l’énergie, généralement sous forme de chaleur, pour surmonter les forces intermoléculaires qui maintiennent sa structure ensemble.

Lorsqu’un solide est chauffé, la température finit par augmenter jusqu’à son point de fusion. Pour un composé pur, il s’agit de la condition thermodynamique où les phases solide et liquide coexistent. À cette température, l’ajout de plus d’énergie entraîne la sortie des molécules de la phase solide et de leur entrée dans la phase liquide, également appelée fusion.

Étant donné que le point de fusion est une propriété thermodynamique d’un produit chimique, les données chimiques et thermodynamiques publiées peuvent être utilisées pour aider à identifier un composé inconnu. Il convient de noter que pour certains composés organiques, la fusion se produit sur une plage d’environ 1 à 2 degrés Celsius.

Un autre facteur qui affecte les points de fusion est la présence d’impuretés dissoutes qui ne s’intègrent pas dans le réseau cristallin d’un composé pur et perturbent son ordre. Ce phénomène entraîne l’élargissement de la plage de fusion et l’abaissement du point de fusion, ce qui fait de la détermination du point de fusion une bonne méthode pour déterminer qualitativement la pureté.

Les points de fusion sont mesurés à l’aide d’un bloc chauffant qui peut être contrôlé électroniquement et d’un thermomètre pour mesurer la température. Le solide est placé dans un tube capillaire, chauffé et observé, les températures auxquelles la fusion commence et se termine sont enregistrées.

Une fois que le point de fusion est connu, il peut être utilisé pour élucider des informations sur l’identité et la pureté d’un échantillon. Cette méthode est un moyen rapide et pratique d’éliminer les candidats avant d’utiliser des méthodes plus rigoureuses comme la spectroscopie IR.

Maintenant que nous avons vu la théorie, regardons une procédure où nous allons démontrer la mesure du point de fusion de l’acide benzoïque.

Tout d’abord, collectez l’échantillon et les tubes capillaires en verre, et amenez-les à l’appareil de point de fusion. Assurez-vous que l’appareil est sous tension.

À l’aide d’un tube capillaire à point de fusion, trempez l’extrémité ouverte du tube dans l’échantillon. Ensuite, tapotez le tube capillaire sur une surface dure. Ceci est nécessaire pour collecter l’échantillon à l’extrémité fermée du tube.

Ensuite, insérez le tube capillaire dans l’appareil de point de fusion. Chauffez rapidement l’échantillon jusqu’à ce que le point de fusion prévu soit approché.

Enfin, réduisez la vitesse de chauffage à 1 degré Celsius par minute et observez attentivement l’échantillon. Enregistrez la température lorsque l’échantillon commence à fondre et lorsqu’il est complètement fondu

Maintenant que nous avons vu comment mesurer le point de fusion d’un composé organique solide, examinons quelques applications.

Les points de fusion peuvent également être utilisés pour identifier les liquides. Un alcool peut être identifié en estérifiant d’abord avec de l’acide 4-nitrobenzoïque. Le point de fusion de l’ester peut être utilisé pour identifier l’alcool en comparant le point de fusion mesuré avec les données thermodynamiques publiées pour les dérivés de l’ester de l’acide 4-nitrobenzoïque.

Les nanoparticules lipidiques solides sont un véhicule d’administration de médicaments conçu pour des traitements ciblés. Dans cette application, il est utilisé pour caractériser le comportement thermique des nanoparticules, y compris leur point de fusion. Cette analyse thermique révèle la cristallinité des nanoparticules, qui est un facteur important qui affecte l’administration et la dose du médicament.

Vous venez de regarder l’introduction de JoVE à melting point. Vous devriez maintenant comprendre le point de fusion, comment il est mesuré et ses applications. Merci d’avoir regardé !