Что представляет собой плавление бинарной смеси веществ и эвтектическая температура плавления?
При плавлении двух различных веществ, как правило, наблюдается понижение температуры плавления. Некоторые характерные изменения, происходящие при плавлении смеси двух веществ, А и В, представлены на рис. 12, 13, 14 и 15.
{mosimage}
а) Случай, когда температура плавления смеси выражена отчетливо, как это имеет место для одного вещества (см. рис. 12). Все остальные варианты смеси показывают более или менее широкий интервал, включающий в себя и указанную выше температуру плавления, называемую эвтектической температурой.
Эвтектическая температура представляет собой характерную для пары веществ константу, что дает возможность при условии, если одно вещество известно, определять другое вещество. При этом не является обязательным, чтобы вещества были смешаны в соотношениях, обеспечивающих точную эвтектическую температуру.
{mosimage}
Методика определения эвтектической температуры плавления
Приблизительно равные количества тест-вещества и пробы смешивают и затем в части этой смеси определяют температуру плавления под микроскопом или другим возможным способом. При достижении эвтектической температуры часть вещества начинает плавиться, превращаясь в капли. Начало плавления смеси принимают за эвтектическую температуру. Экспериментальные данные могут иметь отклонение +2° от литературных данных.
В качестве компонентов смеси (тест-веществ) рекомендуются следующие вещества, приведенные в табл. 5.
б) Компоненты образуют молекулярное соединение. Возникающее молекулярное соединение (М) в свою очередь плавится при определенной температуре и, таким образом, наблюдают две температуры плавления (Е1 и Е2) (см. рис. 13).
В ряде случаев (амидопирин - барбитал) молекулярное соединение не является прочным и разрушается при достижении второй эвтектической температуры (К) (см. рис. 14).
в) Компоненты образуют жидкие, несмешивающиеся фазы (см. рис. 15).
Таблица 5
|
Вещество |
Температура плавления (в градусах) |
Область применения |
|
1. Азобензол 2. Бензил 3. Ацетанилид 4. Фенацетин 5. Бензанилид 6. Салофен 7. Дициандиамид 8. Фенолфталеин |
68-69 95-96 115-116 135-136 163-164 190-191 210-212 262-265 |
до 100 до 100 100-140 120-170 140-190 170-340 190-340 240-340 |
Если жидкие фазы веществ, плавящихся независимо друг от друга при близких температурах, не смешиваются, то начало и конец плавления таких смесей находятся в пределах температуры плавления чистых веществ. Например, при плавлении смеси адреналина гидротартрата (температура плавления 150-153 с разложением) и келлина (температура плавления 150-153°) не наблюдается никакой депрессии. При рассмотрении расплавленной смеси под микроскопом можно заметить несмешивающиеся капли двух расплавленных компонентов.
Некоторые вещества способны образовывать смешанные кристаллы. Различают возможность получения систем, в которых компоненты полностью смешиваются в твердом состоянии, и системы, в которых компоненты смешиваются лишь частично. Диаграммы строение - температура для таких веществ называют по имени исследовавшего их впервые автора Roozeboom.
Системы, возникающие при плавлении двух компонентов, не ограничиваются приведенными выше примерами. Исследования Brandstatter указали на возможность существования в случае производных барбитуровой кислоты новых типов диаграмм плавления.
Для изучения характера плавления смесей Kofler предложил так называемый контактный метод. По этому методу наблюдают поведение веществ на блоке в зоне смешения. На предметное стекло вначале наносят вещество (А), имеющее более высокую температуру плавления, таким образом, чтобы оно занимало приблизительно половину расстояния между предметным стеклом и покровным стеклом. Вещество нагревают до плавления и затем дают затвердеть. Второе вещество (Б) помещают на оставшееся место на предметном стекле и нагревают, при этом вещество заполняет все свободное пространство. Между двумя веществами образуется контактная зона, которую и наблюдают при последующем нагревании веществ под микроскопом или на скамье Кофлера (рис. 16).
{mosimage}
В зависимости от характера системы компонентов образуются различные зоны плавления (рис. 17).
Изучение различных систем плавления представляет несомненный интерес для установления свойств веществ. Для целей фармакопейного анализа наиболее часто используется определение эвтектической температуры как наиболее характерного свойства данной пары веществ.
26.05.2015