[发明专利]使用差示扫描量热仪测定有机物熔点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及仪器分析领域，更具体地说是涉及一种有机物熔点的测定方法，即采用差示扫描量热仪测定有机物熔点的方法。

背景技术

物质的熔点是指物质由固态转变为液态时的温度。物质的全熔点是指物质在一定的升温速率下，由固态完全转变为液态时的温度。物质的热力学熔点是指物质在热力学平衡条件下，由固态完全转变为液态时的温度。熔点的作用在于：其一，定性鉴别有机化合物。由于不同的有机化合物熔点不同，因此熔点可以作为鉴别有机化合物的简便方法。其二，估计有机物纯度。含有一定杂质的有机物的熔点低于纯有机物，其熔点之差与杂质的含量成正比，因此，熔点可以作为有机物纯度的简便判定方法。所以，熔点是医药、化工和食品等行业的基本测试内容之一。

熔点的测定方法有多种。其中，热力学熔点可以用凝固点下降装置测定；全熔点可以通过毛细管熔点仪和热台式熔点仪测定，也可以通过差示扫描量热仪测定。

1、凝固点下降装置法

凝固点下降装置法能够测定有机物的热力学熔点。热力学熔点是一个理论值，无法直接测量得到，只能通过实际测量数据近似计算得到。凝固点下降装置法的原理是将一定量的有机物(1-50g)放置在真空杜瓦瓶中，或者是薄层绝热容器中，在不同的升温速率和降温速率下(0.2-1.0℃/min)测定样品的全熔点和凝固点，然后以外推到升降温速率为零时的全熔点(凝固点)作为热力学熔点。凝固点下降装置采用高精度标准铂电阻温度计直接测温，温度值能够溯源到国际温标上；通过外推到升降温速率为零测定热力学熔点，符合热力学熔点的定义。因此，凝固点下降装置法测定的热力学熔点具有很高的精度，其不确定度通常为0.05-0.10℃。因此，凝固点下降装置通常用于熔点标准物质研制，服务于商品化仪器的检定和校准。

凝固点下降装置的主要缺点在于：通常为自行研制设备，缺乏商品化仪器；仪器结构复杂，技术难度大，设备造价高，应用范围窄；用样量大，测量周期长；不能测定升温速率较大时的全熔点。

2、毛细管熔点法

毛细管法是最常用的有机物全熔点测量方法。毛细管熔点法的原理是将微量有机物样品放置于玻璃毛细管中，并将毛细管置于液体或固体加热介质中，通过加热使体系以固定的速率升温，在样品完全熔化的时刻测量介质温度作为有机物的全熔点。全熔点量值一般高于热力学熔点，并且随升温速率的增大而增大。毛细管熔点法通常采用工业铂电阻温度计或热电偶测温；由于固定的温度计难于拆卸，通常采用熔点标准物质对熔点仪进行检定校准，测量不确定度通常为0.5-1.0℃。毛细管熔点法的特点在于：仪器结构简单，成本低廉，商品化仪器发展成热；测量用样量小，测量快速；精度较好，能够满足一般应用要求。因此毛细管法成为应用最为广泛的熔点测定方法，并为《中国药典》采用，并有相应的国家标准以及计量检定规程。毛细管法多年来的应用实践，形成了一套庞大的有机物熔点数据库。其他方法测定的熔点数据只有与该数据库等效一致，才能获得更广泛的认可和应用。

毛细管法的缺点在于：测量精度低；重复性差；受热相变或分解的样品，熔点判定困难；样品处理过程繁琐。

3、热台熔点法

热台熔点法，又称显微熔点法，与毛细管熔点法类似，均用于测定有机物的全熔点。热台熔点法的原理是将少量有机物样品放置在两片玻璃板之间，并置于显微镜下观察，通过加热使体系以固定的速率升温，在样品完全熔化的时刻测量介质温度作为有机物的全熔点。热台熔点仪也采用熔点标准物质对熔点仪进行检定校准，测量不确定度通常为0.5-1.0℃。热台熔点仪比毛细管熔点仪结构复杂，因此应用范围较窄。

4、差示扫描量热法

差示扫描量热仪是一种记录样品在程序温度下吸收或放出热量信号的新型仪器，广泛用于测量转变温度、热焓、比热、有机物纯度等量值。仪器原理有热流型和补偿型两种。热流型仪器将样品和参比在同一个体系中加热，样品吸收或放出热量会导致样品温度不同于参比温度，通过测定样品和参比的温差计算可得到热量的大小。补偿型仪器采用两个构造完全相同的炉体分别加热样品和参比，当样品温度发生变化时，通过补偿加热样品使样品温度趋同于参比温度，因此可通过补偿热量的大小计算得到样品吸收或放出热量的大小。

差示扫描量热仪常用于测量有机物的熔点：将样品放置于坩埚中，通过固定升温速率加热使得样品完全熔化，以热流-温度曲线的起始温度或者峰温度作为有机物的熔点。这样得到的有机物熔点往往低于毛细管熔点，其差值从0.5℃到1.5℃不等，因此测定的熔点数据无法与现存的毛细管熔点数据库达成等效一致，因此差示扫描量热法测定熔点仅限于研究用，实际应用很少。