Punto di fusione

Il punto di fusione, la temperatura alla quale un solido fonde, è una proprietà utile per caratterizzare i composti organici solidi.

Questa tecnica viene eseguita osservando la temperatura, o l'intervallo di temperature, alla quale un solido fonde. La purezza e l'identità possono quindi essere determinate confrontando i dati pubblicati.

Questo video illustrerà i principi del punto di fusione, la sua misurazione e le sue applicazioni.

La fase solida è uno stato fondamentale della materia, in cui i suoi componenti sono tenuti vicini tra loro da grandi forze attrattive. I solidi possono essere ulteriormente classificati in base alla disposizione dei suoi costituenti: i solidi amorfi non sono ordinati, mentre i solidi cristallini sono organizzati in una struttura reticolare. Per fondere un solido, l'energia, di solito sotto forma di calore, deve essere fornita per superare le forze intermolecolari che tengono insieme la sua struttura.

Quando un solido viene riscaldato, la temperatura alla fine aumenterà fino al suo punto di fusione. Per un composto puro, questa è la condizione termodinamica in cui coesistono fasi solide e liquide. A questa temperatura, l'aggiunta di più energia fa sì che le molecole lascino la fase solida ed entrino nella fase liquida, altrimenti nota come fusione.

Poiché il punto di fusione è una proprietà termodinamica di una sostanza chimica, i dati chimici e termodinamici pubblicati possono essere utilizzati per aiutare a identificare un composto sconosciuto. Va notato che per alcuni composti organici, la fusione avviene in un intervallo di circa 1-2 gradi Celsius.

Un altro fattore che influenza i punti di fusione è la presenza di impurità disciolte che non si adattano al reticolo cristallino di un composto puro e ne interrompono l'ordinamento. Questo fenomeno provoca l'ampliamento dell'intervallo di fusione e l'abbassamento del punto di fusione, rendendo la determinazione del punto di fusione un buon metodo per determinare qualitativamente la purezza.

I punti di fusione vengono misurati utilizzando un blocco riscaldante che può essere controllato elettronicamente e un termometro per misurare la temperatura. Il solido viene posto in un tubo capillare, riscaldato e osservato, vengono registrate le temperature alle quali inizia e completa la fusione.

Una volta noto il punto di fusione, può essere utilizzato per chiarire le informazioni sull'identità e la purezza di un campione. Questo metodo è un modo rapido e conveniente per eliminare i candidati prima di utilizzare metodi più rigorosi come la spettroscopia IR.

Ora che abbiamo visto la teoria, diamo un'occhiata a una procedura in cui dimostreremo la misurazione del punto di fusione dell'acido benzoico.

Per prima cosa, raccogliere il campione e i tubi capillari di vetro e portarli all'apparato per il punto di fusione. Assicurarsi che l'apparecchio sia acceso.

Utilizzando una provetta capillare con punto di fusione, immergere l'estremità aperta della provetta nel campione. Quindi, picchiettare il tubo capillare su una superficie dura. Ciò è necessario per raccogliere il campione all'estremità chiusa del tubo.

Quindi, inserire il tubo capillare nell'apparecchio per il punto di fusione. Riscaldare rapidamente il campione fino a raggiungere il punto di fusione previsto.

Infine, ridurre la velocità di riscaldamento a 1 grado Celsius al minuto e osservare attentamente il campione. Registrare la temperatura quando il campione inizia a fondersi e quando è completamente fuso

Ora che abbiamo spiegato come misurare il punto di fusione di un composto organico solido, diamo un'occhiata ad alcune applicazioni.

I punti di fusione possono essere utilizzati anche per identificare i liquidi. Un alcol può essere identificato mediante prima esterificazione con acido 4-nitrobenzoico. Il punto di fusione dell'estere può essere utilizzato per identificare l'alcol confrontando il punto di fusione misurato con i dati termodinamici pubblicati per i derivati dell'estere dell'acido 4-nitrobenzoico.

Le nanoparticelle lipidiche solide sono un veicolo di somministrazione di farmaci progettato per trattamenti mirati. In questa applicazione viene utilizzato per caratterizzare il comportamento termico delle nanoparticelle, compreso il suo punto di fusione. Questa analisi termica rivela la cristallinità delle nanoparticelle, che è un fattore importante che influenza la somministrazione e la dose del farmaco.

Hai appena visto l'introduzione di JoVE al punto di fusione. A questo punto dovresti capire il punto di fusione, come viene misurato e le sue applicazioni. Grazie per l'attenzione!