试样自身性质:试样的纯度是影响沸程测定结果的重要因素。如果试样中含有较多杂质,这些杂质可能会改变试样的沸点分布,导致沸程变宽或偏移。例如,纯度不高的乙醇中含有少量水分和其他有机杂质,其沸程会比纯乙醇的沸程范围大。另外,试样的状态也会产生影响,若试样处于过热状态,即温度超过其沸点仍未沸腾,一旦开始沸腾,会出现暴沸现象,使蒸汽瞬间大量产生,导致初馏温度偏高,影响测定结果的准确性。
仪器参数设置:加热功率的控制对测定结果影响显著。加热功率过大,会使试样升温过快,可能导致在达到真正的初馏点前就有部分蒸汽逸出,使初馏温度测量值偏低;而加热功率过小,试样升温缓慢,蒸馏时间过长,可能会因热量损失等原因,使末馏温度测量值偏高。冷凝水的温度和流速也不容忽视,若冷凝水温度过高或流速过慢,蒸汽不能及时冷凝,会有部分蒸汽损失,导致馏出液体积测量不准确,进而影响对初馏点和末馏点的判断;冷凝水温度过低或流速过快,可能会使冷凝管内温度过低,影响蒸汽温度的测量。
环境条件:实验室的气压变化会直接影响物质的沸点。在标准大气压(101.3kPa)下,物质有固定的沸点,当气压降低时,物质的沸点会下降;气压升高时,沸点则会上升。因此,不同气压条件下测定的沸程结果会有所不同。例如,在高原地区,气压低于标准大气压,同一试样的沸程测定值会比在平原地区低。实验室的温度波动也会产生影响,温度过高会使试样易挥发,温度过低则可能影响冷凝效果,从而间接影响沸程测定结果。
原始数据记录:在测定过程中,要及时、准确地记录各项原始数据,包括初馏温度、每馏出一定体积馏出液时的温度、末馏温度以及馏出液的总体积等。记录数据时要使用规范的单位,温度以摄氏度(℃)为单位,体积以毫升(mL)为单位。同时,要记录测定时的实验室温度和气压,以便在后续数据处理中进行必要的校正。原始数据记录需清晰、完整,不得随意涂改,若有错误,应在错误数据上划一条横线,在旁边注明正确数据,并签名确认。
数据校正:当测定时的气压与标准大气压相差较大时,需要对沸程结果进行气压校正。校正公式可参考相关标准,一般来说,气压每变化 1kPa,沸点相应变化约 0.3℃。例如,测定时气压为 100kPa,比标准大气压低 1.3kPa,那么测定的初馏温度和末馏温度应分别加上 1.3×0.3≈0.39℃进行校正。如果实验室温度不在 20℃±5℃的范围内,也需要根据标准中的规定对馏出液体积进行温度校正,将实际温度下的馏出液体积换算为 20℃时的体积,以保证数据的可比性。
结果计算与表示:沸程的计算方法为末馏温度减去初馏温度,得到的差值即为该试样的沸程。在表示沸程结果时,需同时注明初馏温度和末馏温度,以及测定时的气压和温度校正情况。例如,某试样在气压 101kPa、实验室温度 25℃条件下测定,经校正后初馏温度为 78℃,末馏温度为 82℃,则沸程结果表示为 78-82℃(101kPa,25℃校正后)。对于平行测定,即对同一试样进行两次或多次测定,若各次测定结果的差值在允许误差范围内(一般为 ±1℃),则取其算术平均值作为最终结果;若差值超过允许误差,需重新进行测定。
试样预处理:对于含有杂质的试样,在测定前进行充分过滤或蒸馏提纯,去除杂质,保证试样的纯度。对于易产生过热现象的试样,可在蒸馏烧瓶中加入几粒沸石,沸石具有多孔结构,能吸附液体中的气泡,防止试样过热和暴沸,使沸腾过程平稳进行,从而保证初馏温度测量的准确性。
仪器校准与检查:定期对沸程测定仪进行全面校准,包括温度计的精度校准、加热功率的稳定性校准、冷凝管的冷凝效率检查等。温度计的校准可采用与标准温度计对比的方法,确保其测量误差在允许范围内。加热功率的校准可通过测量不同功率下的升温速度来进行,保证加热功率调节的准确性。
平行实验与质量控制:进行平行实验是提高测定结果可靠性的有效方法。通过对同一试样进行多次测定,观察各次结果的一致性,能够发现偶然误差的影响。同时,在实验过程中引入标准物质,即已知沸程的试样,将其测定结果与标准值进行对比,若偏差在允许范围内,说明仪器状态和操作过程正常,可保证未知试样测定结果的准确性;若偏差较大,则需要查找原因并进行调整。
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