升温结晶

　　在化工生产过程中，尤其在工程塑料生产过程中，需测定原辅料中熔点、结晶点，从而确保原料质量符合要求，差示扫描量热分析仪作为原辅料、助剂、产品检测手段之一，在有机化工生产领域具有不可替代的作用，极大地促进了有机化工行业的快速发展，对提升产品质量具有重要意义。

一、差示扫描量热分析仪工作原理：

　　差示扫描量热法（DSC）是在程序控制温度下，测量输给物质和参比物的功率差与温度关系的一种技术。试样在热反应时发生的热量变化，由于及时输入电功率而得到补偿，所以实际记录的是试样和参比物下面两只电热补偿的热功率之差随时间t的变化关系，如果升温速率恒定，记录的也就是热功率之差随温度T的变化关系。

二、熔点仪工作原理：

　　熔点是固体有机化合物固液两态在大气压力下达到平衡时的温度，纯净的固体有机化合物一般都有固定的熔点，固液两相之间的变化是非常敏锐的，自初熔至全熔（称为熔程）的温度不超过0.5～1℃，加热纯有机化合物，当温度接近其熔点范围时，升温速度随时间变化约为恒定值，以加热方式，使熔点管中的样品从低于其初熔时的温度逐渐升至高于其终熔时的温度，从而观察其相变过程或相变时透光率的变化以确定熔点。

三、试验：

3.1、主要仪器及材料

　　熔点仪；JB-120电动玛瑙研磨机；玻璃毛细管（内径<1.8 mm);DSC差示扫描量热分析仪；结晶点仪。

3.2、试验样品

　　双酚A。

3.3 样品处理

　　取（上述试验样品）适量样品置于电动玛瑙研磨机中研细致粉末状并干燥，将样品充分混匀。取一长约120 mm干燥、洁净的玻璃管，直立于磁板或玻璃板上，将装有被测样的毛细管自上口放入，使其自由落下，反复投落8次，使样品粉末紧密集结于管底，高度约为3～5 mm。

3.4 熔点仪测试

1）开启电源开关，仪器预热20 min。

2）进入主界面，选择测试、输入样品名称：双酚A、起始温度151℃，升温速率1℃/min，停止温度159℃以及对光信号设置参数进行设定，然后按【自动监测】进入相应界面。

3）当实际温度稳定到151℃后（有蜂鸣器提示），放入装好样品的毛细管，待温度稳定到151℃（注：放入样品后，炉体温度稍微降低，所以需等到温度稳定后按升温）按【升温】键，当被测样品达到初熔程度时，仪器会自动显示初熔值，当被测样品达到终熔程度时，仪器会自动显示终熔值。

4）当所有结果测试完毕后，按【保存】键保存数据，如再次测试该样品，只需要重复第三步即可。

3.5 DSC差示扫描量热分析仪测试

1）开启高纯氮气，氮气钢瓶出口压力约0.06～0.08 MPa;

2）开启DSC电源，打开仪器控制工作站TRIOS，在弹出的对仪器浏览器中选仪器图标，然后点击“连接”。

3）将RCS面板的控制模式打到Event，开启RCS电源开关。待法兰温度降温至-40℃，开机完成。

4）称取样品质量约为（3～5 mg）于坩埚中，待仪器稳定后，放至加热炉，点击“运行”，仪器自动运行。

5）待样品分析测试完毕，处理好测试结果，分析结果保存至对应目录。

3.6 结晶点仪操作

1）开启结晶点仪，仪器稳定30 min后开始试验。

2）在干燥洁净的内管中加入待测样品20 ml，温度控制至比待测样熔点高10℃，使样品融化。

3）设置仪器由于温度比预测结晶点低5～10℃，当温度到达结晶点温度3℃时，开启搅拌器，升温速率为1℃/min。

4）将融化试样的试管放进仪器油浴中，点击“运行”，待稳定后，显示屏显示当前样品结晶温度。

四、结果与讨论

　　分别将双酚A样品分别用熔点仪、结晶点仪、DSC差示扫描量热分析仪进行测试，对比结果如表1所示。

4.1 结论

1）选择不同测试仪器测试双酚A的结晶点与熔点，根据测试数据发现，二者无明显差异，只是表述的意义不同。

2）选用DSC差示扫描量热分析仪具有快速、简便、准确度高的特点，满足日常检测需求。

4.2 测试条件影响因素

1）当使用熔点仪测定物质熔点时，若起始温度设置过高，升温热量来不及传递，会使熔点值偏高；如果起始温度过低，预热时间过长，会造成不稳定的样品分解及升华，使熔点偏低[2]。

2）升温速率的影响，当升温速率大于1℃/min，会造成熔点测试数据重现性差，因为升温速率过快会导致试样内部温度分布不均匀，容易发生过热现象，因此测定熔点值精密度较差。

3）毛细管内径的大小与壁厚的偏差、样品的粒度大小和装填密度不一致、测试中升温速率的变化、加入的量太少、代表性差，这些因素都会直接对测定精度和准确度造成严重影响，从而很难从这种结果中准确判断产品的纯度[3]。

4）使用DSC差示扫描量热分析仪，因为取样分析量较少，因此需保证样品充分混合，若混合不均匀，会造成测试结果偏低。

表1 三种方法平行测定精度结果对比

五、前景分析

　　综上所述，虽然色谱能够检出全部杂质，由于各种杂质本身结晶点不同，多种杂质会形成许多不同低共熔混合物，且色谱操作繁琐，而熔点是一种比较简单且直观的宏观指标，使用DSC差示扫描量热分析仪测定熔点具有快速、简便、精密度高等特点，是今后物质质量检验的方向。

步张泊1735我想问一下什么时候蒸发结晶,什么时候降温结晶的.溶解度受温度变化大的物质用什么方法结晶?且随温度升高而增大的用什么?随温度减小的又什么方法?... -
牛郭梁18496959546 ______[答案] 蒸发结晶:适用于溶解度受温度变化不大的,如食盐等. 降温结晶:适用于溶解度受温度影响较大的.随温度升高而增大较大的用降温结晶. 随温度减小的话,要用升温结晶.这个课本上一般不讲,因为这是特例,如:氢氧化钙适用此方法.

步张泊1735液体怎样才能结晶? -
牛郭梁18496959546 ______ 结晶的方法一般有2种:一种是蒸发溶剂法,它适用于温度对溶解度影响不大的物质.沿海地区“晒盐”就是利用的这种方法.另一种是冷却热饱和溶液法[2].此法适用于温度升高,溶解度也增加的物质.如北方地区的盐湖,夏天温度高,湖面上无晶体出现;每到冬季,气温降低,石碱(Na2CO3·10H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等物质就从盐湖里析出来.在实验室里为获得较大的完整晶体,常使用缓慢降低温度,减慢结晶速率的方法.

步张泊1735怎样判断一个物质去除杂志的方法是降温结晶还是升温结晶?? -
牛郭梁18496959546 ______ 降温结晶:该物质的溶解度随温度的升高而增大,升温结晶相反

步张泊1735蒸发和结晶是什么意思,有什么区别 -
牛郭梁18496959546 ______ 蒸发是指通过加热使溶液中的某种物质达到沸点并挥发出来的过程,结晶是指溶液中的溶质达到过饱和而析出晶体的过程.在化学中蒸发和结晶经常是在一起的,因为蒸发的目的一般就是让溶液中溶剂挥发出来,从而使溶液中某种溶质达到过饱和,从而使其结晶.

步张泊1735固体物质的溶解度和气体的溶解度的影响因素,溶解度曲线的意义,结晶的方法和四种情况 -
牛郭梁18496959546 ______[答案] 固体物质溶解度受温度影响气体溶解度受温度和压强的影响.温度越高,溶解度越小;压强越大,溶解度越大.溶解度曲线的... 曲线下方的点表示该温度下溶液不饱和结晶:1.降温结晶(冷却热饱和溶液法)2.蒸发溶剂结晶3.升温结晶

步张泊1735为什么说蒸发溶剂结晶法适合溶解度随温度变化不大的物质? -
牛郭梁18496959546 ______ 1、蒸发溶剂结晶法是指加热蒸发.如果溶解度随温度升高增长的很快,那么随溶剂减少,溶质并不会析出,或者说析出量很少,效率很底,不利于实验,也浪费时间,浪费能源.当然把溶剂蒸干,溶质还是会析出的.2、冷却热饱和溶液是指把溶液加热到饱和状态或接近饱和状态,然后迅速降温冷却,迅速过滤.如果溶解度随温度升高变化不大,那么析出量很少,或者根本就不析出.冷却热饱和溶液一般用于分离提纯,有时也叫重结晶.

步张泊1735初中化学,升温和降温适用于什么时候?急急急!! -
牛郭梁18496959546 ______ 升温:化学反应、蒸发结晶、重结晶 降温:蒸馏时冷凝管冷凝,控制温度,重结晶

步张泊1735熟石灰为什么要降温结晶 -
牛郭梁18496959546 ______[答案] 这个说法是错误的,降温Ca(OH)2的溶解度升高,所以降温不会结晶,升温才结晶,或蒸发结晶

步张泊1735初中化学,降温和升温适用于什么 -
牛郭梁18496959546 ______ 降温结晶适用于物质的溶解度受温度影响大的情况.而蒸发结晶(即提问中所说的“升温”,改成“蒸发结晶”的说法才是合理的)的情况适用于物质的溶解度受温度影响小的情况. 降温结晶的原理是温度降低,物质的溶解度减小,溶液达到饱和了,多余的即不能溶解的溶质就会析出.例如冬天捞碱,就是这个道理(利用温度的变化). 而蒸发结晶的原理是通过升温的方式让溶剂脱离溶质的过程.蒸发前后,温度不变,溶解度不变,水分减少,溶液达到饱和了,即多余的溶质就会析出.例如盐碱湖夏天晒盐.

步张泊1735关于溶解度两种溶解度随温度变化都很大的物质用什么方法结晶析出其中一种? -
牛郭梁18496959546 ______[答案] 两种物质随温度变化都很大,也有一定的差别,升温溶解后,在降温,随温度变化较大的物质会结晶,随温度变化较小的物质不会结晶,所以也就结晶析出了.