كيف تعمل آلة نقطة الانصهار؟

نقطة الانصهار هي درجة حرارة توازن الحالة الصلبة والسائلة للمادة تحت الضغط الجوي، وعادةً ما يتم قياسها بدرجة الحرارة التي ترتفع عندها المادة البلورية وتتحول من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة، والتي يتم تسجيلها كنقطة انصهار. تعتبر نقطة الانصهار طريقة مهمة للتعرف على المواد وتحديد نقائها. ولذلك، آلة نقطة الانصهار لها مكانة هامة في الصناعة الكيميائية والبحوث الصيدلانية. إنها أداة ضرورية لإنتاج الأدوية والتوابل والأصباغ وغيرها من المواد البلورية العضوية، وهي أيضًا إحدى الأدوات الأساسية المستخدمة بشكل شائع في المختبر. بعد ذلك، دعونا نفهم مبدأ آلة نقطة الانصهار واستخدام الاحتياطات.

تعريف نقطة الانصهار

يتم تعريف MP (Melt Piont) على أنها درجة الحرارة التي تتغير عندها المادة من مادة صلبة إلى سائلة. أثناء ذوبان مادة بلورية بحتة، يتم استهلاك كل الطاقة المحقونة في المادة على شكل حرارة اندماج. تظل درجة حرارة جسم المادة ثابتة حتى تذوب المادة بأكملها من الطور الصلب إلى الطور السائل (أي تكتمل عملية الذوبان). يعد ذوبان المادة عملية يمكن التحكم فيها بدرجة كبيرة، ونقطة انصهار المادة هي معلمة يمكن معايرتها بدقة عالية.

المواد الصلبة النقية عمومًا لها نقطة انصهار ثابتة ونطاق انصهار قصير، لا يزيد عمومًا عن 0.5 - 1 درجة مئوية، ويمكن من خلالها تحديد درجة نقاء المادة وتحديد المادة غير المعروفة. يتم تحديد درجة الانصهار عن طريق خلط المادة غير المعروفة مع مادة معروفة. إذا لم تتغير نقطة الانصهار ولم يتجاوز نطاق الانصهار 1 درجة مئوية، فيمكن اعتبار الاثنين نفس المادة، وتسمى هذه الطريقة طريقة نقطة الانصهار المختلطة.

لماذا قياس نقطة الانصهار؟

تستخدم نقاط الانصهار بشكل شائع لتوصيف المركبات البلورية العضوية وغير العضوية ولتحديد نقائها. يتم تحديد نقاط انصهار المواد النقية بشكل جيد للغاية (نطاق درجة حرارة صغير جدًا يتراوح من 0.5 إلى 1 درجة مئوية)، في حين أن نقاط انصهار المواد الملوثة غير النقية تكون عادة أكبر. تذوب جميع مواد المادة الملوثة عند درجة حرارة عادة ما تكون أقل من درجة انصهار المادة النقية. يُسمى هذا السلوك بانخفاض درجة الانصهار ويمكن استخدامه للحصول على معلومات نوعية حول نقاء المادة.

بشكل عام، يتم استخدام تحديد نقطة الانصهار في الأبحاث والتطوير المختبري وكذلك في مراقبة الجودة في مختلف قطاعات الصناعة لتحديد والتحقق من نقاء المواد المختلفة.

مبدأ قياس نقطة الانصهار

عند نقطة الانصهار، تتغير نفاذية الضوء. بالمقارنة مع القيم الفيزيائية الأخرى، من السهل تحديد التغير في نفاذية الضوء وبالتالي يمكن استخدامه للكشف عن نقطة الانصهار. المواد البلورية المسحوقة تكون معتمة في الحالة البلورية وشفافة في الحالة السائلة. يمكن قياس هذا الاختلاف الواضح في الخواص البصرية، ويمكن تحديد نقطة الانصهار عن طريق تسجيل النسبة المئوية لشدة الضوء (النفاذية) التي تمر عبر المادة في أنبوب شعري كدالة لدرجة حرارة الفرن المقاسة.

تنقسم عملية نقطة الانصهار للمادة البلورية الصلبة إلى مراحل مختلفة: عند نقطة الانهيار، تكون المادة صلبة في الغالب وتحتوي على كمية صغيرة فقط من المادة المنصهرة. عند نقطة الانحناء، تكون معظم المادة قد ذابت، لكن بعض المواد الصلبة لا تزال موجودة. عند نقطة المقاصة، ذابت المادة تماما.

اختيار آلة نقطة الانصهار:

أداة نقطة الانصهار في السوق الحالية هي مجموعة متنوعة من الأنواع والعلامات التجارية، وكيفية اختيار أداة نقطة الانصهار المناسبة يمكن أن تشير إلى الجوانب التالية:

1) شروط اختبار العينة: يمكن استخدام العينات المسحوقة لتحديد نقطة الانصهار الشعرية بناءً على أداة نقطة الانصهار. وفقًا لحالة ذوبان العينة تكون شفافة، والذوبان الأولي للعينة، ونطاق الانصهار ومؤشرات محددة أخرى لتحديد ما إذا كانت طريقة زيت السيليكون لجهاز نقطة الانصهار البصري أو جهاز نقطة الانصهار التلقائي. بالنسبة لعينات الرقائق أو الكتل، يمكن استخدام آلة نقطة الانصهار المجهرية.

2) دقة الاختبار، وتكرار نتائج الاختبار ونطاق الاختبار، هي اختيار الأساس المرجعي لآلة نقطة الانصهار. وفقًا للطلب الفعلي، لتلبية نطاق القياس، كلما زادت الدقة والتكرار، كان ذلك أفضل.

احتياطات لاستخدام آلة نقطة الانصهار:

1. يتم وضع آلة نقطة الانصهار في بيئة معملية جافة وخالية من الغبار وجيدة التهوية. تجنب الرطوبة الزائدة وكذلك التلوث بالغبار، مما يقلل من عمر خدمة أداة نقطة الانصهار. يجب أن تبقى الأداة بعيدا عن الأحماض والقلويات وغيرها من السوائل المسببة للتآكل.

2. عملية أخذ العينات الشعرية، انتبه لتجنب كسر الشعيرات الدموية وإصابة اليدين. إذا كانت العينة المراد اختبارها بعد تحلل الغاز السام، فيجب وضع الأداة في اختبار مطبخ التهوية. عند الاختبار، تجنب لمس جزء التسخين لمنع الحروق؛

3. آلة نقطة الانصهار قبل استخدام غلاف أنبوب الاختبار وتجميع جسم الفرن ؛ تحقق مما إذا كان خرج مصدر الضوء جيدًا.