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（1）了解熔点、沸点测定的意义。
（2）掌握利用毛细管法测定熔点、沸点的操作方法。
（1）熔点 固体物质在一定大气压力下受热达到固-液两相平衡共存状态时的温度称为该固体物质的熔点。对于纯净的有机化合物，一般都有固定熔点。在一定压力下，固-液两相之间的变化都是非常敏锐的，初熔至全熔的温度一般不超过0.5～1℃（该温度范围通常称为熔距或熔程）。如果被测样品混有杂质，则其熔点一般会下降，熔程也会变长。通过熔点测定，可鉴定纯净的样品是什么有机化合物，具有很大的实用价值；根据熔距的长短还可定性地估计出该化合物的纯度。
（2）沸点 当液体的蒸气压增大到与外界液面上的大气压力相等时，就有大量蒸汽气泡从液体内部逸出，液体达到沸腾。这时的温度称为液体的沸点。因此，不同的大气压力下，液体具有不同的沸点。一般情况下，文献中所说的沸点是指在一个标准大气压（101.325kPa）下液体沸腾时的温度。通常把液体蒸馏时冷凝管开始滴下第一滴液体时的温度称为初馏温度，蒸馏接近完毕时的温度称为末馏温度，两个温度之差称为沸程（蒸馏是常量法测沸点的方法之一）。
纯液体有机化合物都有一定的沸点，而且沸点变化在1～3℃。若含有杂质，则溶剂的蒸气压降低，一般情况下沸点会随之下降，沸程也扩大，沸点变化范围（沸程）将超过3～5℃。
纯净的物质都有固定的熔点和沸点，就像人的指纹一样，所以，可以通过熔点或沸点的测定来鉴别某种物质；也可以通过测定某物质的熔点或沸点，与其文献标准值比较来判断该物质的纯度。
需要指出的是，某些液态化合物常可与另外的液态化合物形成二元或三元的共沸混合物，它们也有固定的沸点，但不属于纯净物。
本实验用微量法进行熔点和沸点的测定，所用的仪器叫提勒（Thiele）管（又叫b形管）。提勒管内的液体为导热液，导热液可根据所测物质的熔点选择，一般用液体石蜡、硫酸、硅油等。
本实验共测试四个样品：固体试样二苯胺、液状试样丙酮、一个未知固体试样和一个未知液体试样。
1.熔点测定
将0.1～0.2g二苯胺样品粉末（干燥、迅速研碎）放在干净的表面皿上聚成小堆，用一端开口的毛细管的开口端垂直插入此小堆内并将样品挤入毛细管中，在桌面上踮几下，再在玻璃管中自由落下十次左右，使样品填装结实、均匀、紧密，高度2～3mm为宜。
将毛细管与温度计用橡皮圈捆在一起，样品位于温度计水银球的中部，放入装有导热液的b形管中。导热液液面在b形管的上侧管上1cm处，不宜加多，以免受热后膨胀溢出引起危险。温度计通过开口软木塞固定在b形管中心位置，温度计水银球与毛细管内样品位于b形管上下侧管中间，此处对流循环好，温度均匀（见图2-3）。固定样品毛细管的橡皮圈要在导热液面上。
小心加热b形管，密切注意熔点管中样品变化情况。当样品开始塌落，并有液相产生时（部分透明），表示开始熔化（初熔）（此时应随时停止加热），当固体刚好完全消失时（全部透明），则表示完全熔化（全熔）（见图2-4）。注意观察，记录初熔温度t 1 、全熔温度t 2 ，二者之差即为熔程。一般情况下，每个样品测试三次，最后取平均值。
图2-3 熔点测定装置图
图2-4 固体样品的溶解过程
对于未知物需粗测一次，再精测二次。精测时按上述方法操作。
2.沸点测定
沸点测定的测定管外管为内径6mm、长6～8cm的一端封闭的小玻璃管；内管为内径1mm、长8cm的一端封闭的毛细管，如图2-5所示。
用滴管将0.5mL丙酮装入外管，将内管（毛细管）开口一端插入外管底部，将外管用橡皮圈固定在温度计上，样品的中心应位于温度计水银球的中部，然后一同放入装有导热液的b形管中，调整温度计的水银球的位置使其位于b形管上下两侧管中间，固定外管的橡皮圈要在导热液面上。
慢慢加热b形管，使温度均匀上升，如图2-6所示，由于气体膨胀，内管中会有小气泡缓缓逸出。当温度上升到比沸点稍高时，管内会有一连串的小气泡快速而连续逸出，表明毛细管内压力超过了大气压。这时停止加热，使样品液自行冷却，气泡逸出的速度随即渐渐减慢。在最后一个气泡不再冒出并要缩回内管的瞬间记录温度，此时的温度即为该液体的沸点。更换内管，再重复测定两次，取平均值。
未知物测试方法照上述步骤进行。
（1）根据实验目的预习相关操作。
（2）请利用互联网查出下列主要药品的物理常数，并写到预习报告中。
图2-5 沸点测定装置
图2-6 沸点测试过程中的气泡变化
（3）b形管口塞上的塞子应有缺口，使熔点测定管内与大气相通，避免测定管内的热浴液和空气由于受热时膨胀而冲开塞子或将测定管炸裂。
（4）插在塞子上的温度计的刻度应面向塞子缺口，便于观察温度。
（5）温度计的水银球位于b形管的上下两侧管中间位置，在此处加热对流循环好，温度均匀。
（6）毛细管内的样品中心与温度计的水银球中心位于同一水平面，温度计所显示的温度与样品的温度最为接近。
（7）导热液应装至b形管上侧管上方约1cm处，以免受热后膨胀溢出引起危险。另外，液面过高易引起毛细管熔点飘移，偏离温度计，影响测定的准确性。
（8）操作过程中应注意毛细管口不能被手上的汗渍、油渍污染。
（9）熔点测试用过的毛细管不能重复使用。
温度计的校正分两种情况：第一种情况是温度计的读数校正；第二种情况是温度计的刻度校正。
1.温度计的读数校正
普通温度计的刻度是在温度计的水银线全部均匀受热的情况下刻出来的，但我们在测定温度时常仅将温度计的一部分插入热液中，有一段水银线露在液面外，这样测定的温度当然会比温度计全部浸入液体中所得的结果稍为偏低。因此，要想准确测定温度，就必须对外露的水银线造成的误差进行校正，这就是所谓温度计的读数校正。
温度计的读数校正是按照下式求出水银线的校正值（℃）：
Δt=nK（t 1 -t 2 ）
式中：Δt为外露段水银线的校正值；t 1 为由温度计测得的熔点；t 2 为高出液面的水银线的平均温度（用另一支辅助温度计测定，将这支温度计的水银球紧贴于露出液面的一段水银线长度的二分之一处所测得的温度）；n为温度计的水银线外露段的度数；K为水银和玻璃膨胀系数的差。
普通玻璃在不同温度下的K值为：
当温度为0～150℃时，K=0.000158；
当温度为150～200℃时，K=0.000159；
当温度为200～250℃时，K=0.000161；
当温度为250～300℃时，K=0.000164。
例如，导热液面在温度计的30℃处测定的熔点t 1 为190℃，则温度计的水银线外露段的度数为190℃-30℃=160℃，这样辅助温度计水银球应放在160℃×1/2+30℃=110℃处，测得t 2 =65℃。熔点为190℃，则K=0.000159，按照上式则可求出：
Δt=160×0.000159×（190℃-65℃）=3.18℃≈3.2℃
所以，校正后的熔点为190℃+3.2℃=193.2℃。
2.温度计刻度的校正
普通温度计常因其毛细管的不均匀或刻度不准确，加上在使用过程中，反复地受冷和冷却，亦会导致温度计零点的变动而影响测定的结果，因此也要进行校正，这种校正称为温度计刻度校正。
关于温度计刻度校正的方法有两种：
第一，比较法，选用一支标准温度计与要进行校正的温度计比较。这种方法比较简便。
第二，定点法，选用若干纯有机物，测定其熔点作为校正的标准。用本法校正的温度计，不必再进行外露水银线的校正（即读数校正）。
（1）用标准温度计校正普通温度计刻度。
把要校正的温度计和标准温度计并排放入石蜡油或浓硫酸的导热液中，两支温度计的水银球要处于同一水平位置，加热导热液，并用玻璃棒不断搅拌，使浴液温度均匀，控制温度上升速度为1～2℃/min（不宜过快）。每隔5℃便迅速而准确地记下两支温度计的读数，并计算出Δt（见表2-1）：
Δt=被校正温度计的温度t 2 -标准温度计的温度t 1
然后，用校正的温度计温度t 2 对Δt作图，如图2-7所示，从图中便可得出被校正的温度计的正确温度误差值。例如，假设温度计测得的温度读数t 2 为81℃时，从图中可知校正值Δt为0.8℃，便可求出校正后的正确读数t1为
t 1 =t 2 -Δt=81℃-0.8℃=80.2℃
即当从被校正的温度计上读得81℃时，实际温度应为80.2℃。
表2-1 用标准温度计校正的数据
（2）用纯有机化合物的熔点作温度计刻度校正。
选择数种已知准确熔点的标准样品（见表2-2）。测定它们的熔点，以观察到的熔点（t 2 ）作纵坐标，以此熔点（t 2 ）与准确熔点（t 1 ）之差（Δt）作横坐标作图，如图2-8所示。如前法一样，从图中求得校正后的正确温度误差值，如测得的温度为100℃，则校正后应为101.3℃。
表2-2 一些有机化合物的熔点
图2-7标准温度计刻度校正示意图
图2-7标准温度计刻度校正示意图
一些化学反应在室温下难以进行或进行得很慢。为了加快反应速度，要采用加热的方法。温度升高，反应速度加快，一般温度每升高10℃，反应速度增加2～4倍。
有机实验常用的热源是电热套或煤气灯（酒精灯、酒精喷灯）。但直接用火焰加热玻璃器皿的方法通常很少被采用，因为玻璃对于剧烈的温度变化和这种不均匀的加热是不稳定的。还由于局部过热，可能引起有机化合物的部分分解。此外，从安全的角度来看，因为有许多有机化合物能燃烧甚至爆炸，所以应该避免用火焰直接接触被加热的物质。可根据物料及反应特性釆用适当的间接加热方法。最简单的方法是煤气灯（酒精灯、酒精喷灯）通过石棉网进行加热，或用明火电炉加热（也要加石棉网），这样烧杯（瓶）受热面扩大，且受热较均匀。用灯焰加热时，灯焰要对准石棉块，以免铁丝网被烧断，或局部温度过高。
除了上面所说的加热方式外，实验室更多采用的加热方式是热浴。
1.水浴
当加热温度在100℃以下时，可将容器浸入水浴中，使用水浴加热。但是，必须强调的是，当用到金属钾或钠的操作时，决不能在水浴上进行。使用水浴时，热浴液面应略高于容器中的液面，勿使容器底触及水浴锅底。控制温度稳定在所需要范围内。若长时间加热，水浴中的水会汽化蒸发，适当时候要添加热水，或者在水面上加几片石蜡，石蜡受热熔化铺在水面上，可减少水的蒸发。
电热多孔恒温水浴，用起来较为方便。
如果加热温度稍高于100℃，则可选用适当无机盐类的饱和溶液作为热浴液，它们的沸点如表2-3所示。
表2-3 饱和无机盐水溶液作热浴液
2.油浴
加热温度在100～250℃可用油浴，也常用电热套加热。
油浴所能达到的最高温度取决于所用油的种类。
（1）甘油可以加热到140～150℃，温度过高时则会分解。甘油吸水性强，放置过久的甘油，使用前应首先加热蒸去所吸的水分，之后再用于油浴。
（2）甘油和邻苯二甲酸二丁酯的混合液适用于加热到140～180℃，温度过高则分解。
（3）植物油如菜油、蓖麻油和花生油等，可以加热到220℃。若在植物油中加入l%的对苯二酚，可增加油在受热时的稳定性。
（4）液状石蜡可加热到220℃，温度稍高虽不易分解，但易燃烧。
（5）固体石蜡也可加热到220℃以上，其优点是室温下为固体，便于保存。
（6）硅油在250℃时仍较稳定，透明度好、安全，是目前实验室中较为常用的油浴之一。
用油浴加热时，要在油浴中装置温度计（温度计感温头如水银球等，不应放到油浴锅底），以便随时观察和调节温度。加热完毕取出反应容器时，仍用铁夹夹住反应容器离开液面悬置片刻，待容器壁上附着的油滴完后，用纸或干布拭干。
油浴所用的油中不能溅入水，否则加热时会产生泡珠或爆溅。使用油浴时，要特别注意油蒸气污染环境和引起火灾。为此，可用一块中间有圆孔的石棉板覆盖油锅。
3.空气浴
空气浴就是让热源把局部空气加热，空气再把热能传导给反应容器。
电热套加热就是简便的空气浴加热，能从室温加热到200℃左右。安装电热套时，要使反应瓶外壁与电热套内壁保持2cm左右的距离，以便利用热空气传热和防止局部过热等。
4.砂浴
加热温度达200℃或300℃以上时，往往使用砂浴。
将清洁而又干燥的细砂平铺在铁盘上，把盛有被加热物料的容器埋在砂中，加热铁盘。由于砂对热的传导能力较差而散热较快，所以容器底部与砂浴接触处的砂层要薄些，以便于受热。由于砂浴温度上升较慢，且不易控制，因而使用不广。
除了以上介绍的几种加热方法外，还可用熔盐浴、金属浴（合金浴）、电热法等更多的加热方法，以满足实验的需要。无论用何法加热，都要求加热均匀而稳定，尽量减少热损失。
有时在反应中产生大量的热，会使反应温度迅速升高，如果控制不当，可能引起副反应。反应产生的热还会使反应物蒸发，甚至会发生冲料和爆炸事故。要把温度控制在一定范围内，就要进行适当的冷却。有时为了降低溶质在溶剂中的溶解度或加速结晶析出，也要采用冷却的方法。此外，还有一些反应需要在低温条件下进行，这就需要创造低温条件。低温条件通常是采用冷浴。
1.冰水冷浴
可用冷水在容器外壁流动，或把反应器浸在冷水中，交换走热量。
也可用水和碎冰的混合物作冷却剂，其冷却效果比单用冰块好，可冷却至0～-5℃。如果水不影响反应进行时，也可把碎冰直接投入反应器中，以更有效地保持低温。
2.冰盐冷浴
要在0℃以下进行操作时，常用按不同比例混合的碎冰和无机盐作为冷却剂。可把盐研细，把冰砸碎（或用冰片花）成小块，使盐均匀包在冰块上。冰-食盐混合物（质量比3∶1）可冷至-5～-18℃，其他盐类的冰-盐混合物冷却温度如表2-4所示。
表2-4 冰盐混合物的质量分数及温度
3.干冰或干冰与有机溶剂混合冷浴
干冰（固体的二氧化碳）和乙醇、异丙醇、丙酮、乙醚或氯仿混合，可冷却到-50～-78℃，注意当加入时会猛烈起泡。
应将这种冷却剂放在杜瓦瓶（广口保温瓶）中或其他绝热效果好的容器中，以保持其冷却效果。
4.液氮冷浴
液氮可冷至-196℃（77 K），用有机溶剂可以调节所需的低温浴浆。一些可用作低温恒温浴的化合物如表2-5所示。
表2-5 可用作低温恒温浴的化合物
液氮和干冰是两种方便而又廉价的冷冻剂，这种低温恒温冷浆浴的制法是：在一个清洁的杜瓦瓶中注入纯的液体化合物，其用量不超过容积的3/4，在良好的通风橱中缓慢地加入新取的液氮，并用一支结实的搅拌棒迅速搅拌，最后制得的冷浆稠度应类似于黏稠的麦芽糖。
5.低温浴槽
低温浴槽是一个小冰箱，冰室口向上，蒸发面用筒状不锈钢槽代替，内装酒精，外设压缩机，循环氟利昂制冷。压缩机产生的热量可用水冷或风冷散去。可装外循环泵，使冷酒精与冷凝器连接循环。还可装温度计等指示器。反应瓶浸在酒精液体中。适于-30～30℃范围的反应使用。
以上制冷方法可根据实验条件要求选用。要注意温度低于-38℃时，由于水银会凝固，因此不能用水银温度计。对于较低的温度，应采用添加少许颜料的有机溶剂（酒精、甲苯、正戊烷）温度计。