Προσδιορισμός του σημείου τήξης.
Το σημείο τήξης είναι μια χαρακτηριστική ιδιότητα των στερεών κρυσταλλικών ουσιών. Είναι η θερμοκρασία στην οποία η στερεά φάση μεταπίπτει στην υγρή φάση. Ο προσδιορισμός του σημείου τήξης είναι η θερμική ανάλυση που χρησιμοποιείται συχνότερα για τον χαρακτηρισμό των στερεών κρυσταλλικών υλικών. Χρησιμοποιείται στην έρευνα και την ανάπτυξη, καθώς και στον ποιοτικό έλεγχο σε διάφορα τμήματα της βιομηχανίας για την ταυτοποίηση στερεών κρυσταλλικών ουσιών και τον έλεγχο της καθαρότητας τους. Αυτή η μέθοδος είναι πολύ χρήσιμη για τον έλεγχο της συμμόρφωσης της πρόδρομης ουσίας ή του προϊόντος σας με τα βιβλιογραφικά δεδομένα.
Τι είναι το σημείο τήξης;
Το φαινόμενο αυτό εμφανίζεται όταν η ουσία θερμαίνεται. Κατά τη διαδικασία τήξης, όλη η ενέργεια που προστίθεται στην ουσία καταναλώνεται ως θερμότητα τήξης και η θερμοκρασία παραμένει σταθερή (βλ. παρακάτω διάγραμμα). Κατά τη διάρκεια της μετάβασης φάσης, οι δύο φυσικές φάσεις του υλικού υπάρχουν η μία δίπλα στην άλλη.
Τα κρυσταλλικά υλικά αποτελούνται από λεπτά σωματίδια που έχουν μια κανονική, τρισδιάστατη διάταξη - ένα κρυσταλλικό πλέγμα. Τα σωματίδια μέσα στο πλέγμα συγκρατούνται μεταξύ τους από δυνάμεις πλέγματος. Όταν το στερεό κρυσταλλικό υλικό θερμαίνεται, τα σωματίδια γίνονται πιο ενεργητικά και αρχίζουν να κινούνται πιο έντονα, ώσπου τελικά οι δυνάμεις έλξης μεταξύ τους δεν είναι πλέον αρκετά ισχυρές για να τα συγκρατούν μαζί. Η κρυσταλλική δομή καταστρέφεται και το στερεό υλικό λιώνει.
Όσο ισχυρότερες είναι οι δυνάμεις έλξης μεταξύ των σωματιδίων, τόσο περισσότερη ενέργεια απαιτείται για την υπέρβασή τους. Όσο περισσότερη ενέργεια απαιτείται, τόσο υψηλότερο είναι το σημείο τήξης. Η θερμοκρασία τήξης ενός κρυσταλλικού στερεού αποτελεί επομένως δείκτη για τη σταθερότητα του πλέγματός του.
Τα κρυσταλλικά υλικά αποτελούνται από λεπτά σωματίδια που έχουν μια κανονική, τρισδιάστατη διάταξη - ένα κρυσταλλικό πλέγμα. Τα σωματίδια μέσα στο πλέγμα συγκρατούνται μεταξύ τους από δυνάμεις πλέγματος. Όταν το στερεό κρυσταλλικό υλικό θερμαίνεται, τα σωματίδια γίνονται πιο ενεργητικά και αρχίζουν να κινούνται πιο έντονα, ώσπου τελικά οι δυνάμεις έλξης μεταξύ τους δεν είναι πλέον αρκετά ισχυρές για να τα συγκρατούν μαζί. Η κρυσταλλική δομή καταστρέφεται και το στερεό υλικό λιώνει.
Όσο ισχυρότερες είναι οι δυνάμεις έλξης μεταξύ των σωματιδίων, τόσο περισσότερη ενέργεια απαιτείται για την υπέρβασή τους. Όσο περισσότερη ενέργεια απαιτείται, τόσο υψηλότερο είναι το σημείο τήξης. Η θερμοκρασία τήξης ενός κρυσταλλικού στερεού αποτελεί επομένως δείκτη για τη σταθερότητα του πλέγματός του.
Αρχή.
Στο σημείο τήξης παρατηρείται αλλαγή στη μετάδοση του φωτός. Σε σύγκριση με άλλα φυσικά μεγέθη, η μεταβολή της φωτοδιαπερατότητας μπορεί εύκολα να προσδιοριστεί και επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση του σημείου τήξης. Τα κρυσταλλικά υλικά σε σκόνη είναι αδιαφανή στην κρυσταλλική κατάσταση και διαφανή στην υγρή κατάσταση. Αυτή η ευδιάκριτη διαφορά στις οπτικές ιδιότητες μπορεί να μετρηθεί για τον προσδιορισμό του σημείου τήξης με την καταγραφή του ποσοστού της έντασης του φωτός που διαπερνά την ουσία στο τριχοειδές, της διαπερατότητας, σε σχέση με τη μετρούμενη θερμοκρασία του κλιβάνου.
Υπάρχουν διάφορα στάδια της διαδικασίας του σημείου τήξης μιας στερεάς κρυσταλλικής ουσίας: στο σημείο κατάρρευσης, η ουσία είναι κυρίως στερεή και περιλαμβάνει μόνο μια μικρή ποσότητα λιωμένου υλικού. Στο σημείο μηνίσκου, το μεγαλύτερο μέρος της ουσίας έχει λιώσει, αλλά υπάρχει ακόμη κάποιο στερεό υλικό. Στο σημείο διαύγειας, η ουσία έχει λιώσει πλήρως.
Υπάρχουν διάφορα στάδια της διαδικασίας του σημείου τήξης μιας στερεάς κρυσταλλικής ουσίας: στο σημείο κατάρρευσης, η ουσία είναι κυρίως στερεή και περιλαμβάνει μόνο μια μικρή ποσότητα λιωμένου υλικού. Στο σημείο μηνίσκου, το μεγαλύτερο μέρος της ουσίας έχει λιώσει, αλλά υπάρχει ακόμη κάποιο στερεό υλικό. Στο σημείο διαύγειας, η ουσία έχει λιώσει πλήρως.
Σημείο τήξης μιας οργανικής ένωσης.
Η μέθοδος των τριχοειδών.- Υγρή παραφίνη σε ποτήρι ζέσεως των 100ml (λιώστε ένα κερί),
- Φάρμακο σε σκόνη,
- Λεπτότοιχος τριχοειδής σωλήνας μήκους 8-10 cm και νήμα διαμέτρου 1-2 mm,
- Γυάλινη ή κεραμική πλάκα,
- Βάση θερμόμετρου με αναδευτήρα σύσφιξης, σπάτουλα, θερμή πλάκα.
Πάρτε έναν τριχοειδή σωλήνα και σφραγίστε το ένα άκρο του θερμαίνοντάς τον στη φλόγα του καυστήρα (μπορείτε να χρησιμοποιήσετε καυστήρα κατασκήνωσης). Χρησιμοποιώντας τη σπάτουλα ή την πλαστική κάρτα, φτιάξτε ένα σωρό από το κονιοποιημένο ερευνημένο φάρμακο στη γυάλινη πλάκα. Σπρώξτε το ανοικτό άκρο του τριχοειδούς σωλήνα μέσα στο σωρό. Μπορείτε να βοηθήσετε με τη σπάτουλα ή την πλαστική κάρτα. Κάποια ουσία θα εισέλθει στον τριχοειδή σωλήνα. Τώρα χτυπήστε ελαφρά το σφραγισμένο άκρο του τριχοειδούς σωλήνα στην πλάκα και γεμίστε τον τριχοειδή σωλήνα μέχρι 2-3 mm. Συνδέστε τον τριχοειδή σωλήνα στο θερμόμετρο χρησιμοποιώντας το νήμα ή το λάστιχο. Πάρτε το ποτήρι ζέσεως των 100 ml που περιέχει υγρή παραφίνη και τοποθετήστε το πάνω από τη θερμή πλάκα. Σφίξτε το θερμόμετρο που φέρει τον δοκιμαστικό σωλήνα στη σιδερένια βάση και βυθίστε τα στο λουτρό της υγρής παραφίνης. Αρχίστε να θερμαίνετε αργά το λουτρό υγρής παραφίνης και αναδεύστε απαλά το λουτρό χρησιμοποιώντας τον αναδευτήρα για να εξασφαλίσετε ομοιόμορφη θέρμανση. Σημειώστε τη θερμοκρασία t1 όταν η ουσία αρχίζει να λιώνει. Συνεχίστε τη θέρμανση και σημειώστε τη θερμοκρασία t2 όταν η ουσία στον τριχοειδή σωλήνα λιώσει πλήρως. Ο μέσος όρος των δύο θερμοκρασιών t1 και t2 δίνει το σημείο τήξης του φαρμάκου σας.
Σημαντικό: χρησιμοποιήστε ξηρό και κονιοποιημένο δείγμα για τον προσδιορισμό του σημείου τήξης- η συσκευασία της σκόνης πρέπει να είναι ομοιόμορφη χωρίς μεγάλα κενά αέρα μεταξύ των στερεών σωματιδίων- το λουτρό της υγρής παραφίνης πρέπει να θερμαίνεται πολύ αργά και η διαδρομή να αναδεύεται απαλά για να εξασφαλίζεται ομοιόμορφη θέρμανση. Ο βολβός του θερμομέτρου και το τριχοειδές που συνδέεται με αυτόν δεν πρέπει να αγγίζουν τις πλευρές ή τον πυθμένα του ποτηριού ζέσεως.
Η μέθοδος του αέρα.Σημαντικό: χρησιμοποιήστε ξηρό και κονιοποιημένο δείγμα για τον προσδιορισμό του σημείου τήξης- η συσκευασία της σκόνης πρέπει να είναι ομοιόμορφη χωρίς μεγάλα κενά αέρα μεταξύ των στερεών σωματιδίων- το λουτρό της υγρής παραφίνης πρέπει να θερμαίνεται πολύ αργά και η διαδρομή να αναδεύεται απαλά για να εξασφαλίζεται ομοιόμορφη θέρμανση. Ο βολβός του θερμομέτρου και το τριχοειδές που συνδέεται με αυτόν δεν πρέπει να αγγίζουν τις πλευρές ή τον πυθμένα του ποτηριού ζέσεως.
Απαιτούμενα υλικά:
- Θερμόμετρο,
- Σπάτουλα ή πλαστική κάρτα,
- Θερμή πλάκα,
- Φάρμακο σε σκόνη,
- Φύλλο ρολού.
Κόψτε ένα τετράγωνο από το αλουμινόχαρτο και τοποθετήστε το πάνω στη θερμαντική πλάκα. Διπλώστε το αλουμινόχαρτο σε δύο στρώσεις και τυλίξτε το γύρω από το βολβό του θερμομέτρου. Πάρτε δύο σβώλους φαρμάκου και τοποθετήστε τους στο προετοιμασμένο φύλλο αλουμινίου. Αρχίστε να το θερμαίνετε αργά (5-7 βαθμούς ανά λεπτό). Σημειώστε τη θερμοκρασία t1 όταν η ουσία αρχίζει να λιώνει. Συνεχίστε τη θέρμανση και σημειώστε τη θερμοκρασία t2 όταν η ουσία στον τριχοειδή σωλήνα λιώσει εντελώς.
Υπάρχουν εικόνες από το πείραμα σημείου τήξης με μεθαμφεταμίνη. Τα βιβλιογραφικά δεδομένα δείχνουν 170-175 βαθμούς για την υδροχλωρική μεθαμφεταμίνη d και l, αλλά ένα μείγμα ίσων ποσοτήτων και των δύο οπτικών ισομερών (ρακεμικό μείγμα) έχει χαμηλότερο σημείο τήξης (130-135 °C). Το πειραματικό αποτέλεσμα δείχνει 174 βαθμούς, που αντιστοιχούν στα βιβλιογραφικά δεδομένα για ένα (d- ή l-) ισομερές.
Υπάρχουν εικόνες από το πείραμα σημείου τήξης με μεθαμφεταμίνη. Τα βιβλιογραφικά δεδομένα δείχνουν 170-175 βαθμούς για την υδροχλωρική μεθαμφεταμίνη d και l, αλλά ένα μείγμα ίσων ποσοτήτων και των δύο οπτικών ισομερών (ρακεμικό μείγμα) έχει χαμηλότερο σημείο τήξης (130-135 °C). Το πειραματικό αποτέλεσμα δείχνει 174 βαθμούς, που αντιστοιχούν στα βιβλιογραφικά δεδομένα για ένα (d- ή l-) ισομερές.
Παρέχονται επίσης πειράματα με αμφεταμίνη και μεφεδρόνη.
Τα βιβλιογραφικά δεδομένα δείχνουν 280-281 βαθμούς για τη θειική αμφεταμίνη. Το πειραματικό αποτέλεσμα δείχνει 189 βαθμούς.
Τα βιβλιογραφικά δεδομένα δείχνουν 205,25 βαθμούς για το υδροβρωμιούχο μεφεδρόνη. Το πειραματικό αποτέλεσμα δείχνει 206 βαθμούς.
Αποτελέσματα και συζήτηση.
Το πείραμα με το σβώλο μεθαμφεταμίνης δείχνει ότι πρόκειται για ένα (d- ή l-) ισομερές. Το σημείο τήξης της αμφεταμίνης δεν αντιστοιχεί με τα βιβλιογραφικά δεδομένα. Υπάρχουν διάφοροι λόγοι: όχι τόσο καθαρή αμφεταμίνη- μεγάλη ατέλεια της μεθόδου ή υποκατεστημένη ουσία. Το σημείο τήξης της μεφεδρόνης δεν ταιριάζει με τον 11ο βαθμό, ο οποίος μπορεί να θεωρηθεί ως ανεπάρκεια μεθόδου.
Συμπέρασμα.
Και οι δύο μέθοδοι έχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Η μέθοδος τριχοειδούς απαιτεί πολλές προσπάθειες και υλικά για την εκτέλεσή της, αλλά λαμβάνετε πιο ακριβές αποτέλεσμα του πειράματος σημείου τήξης. Το πείραμα τήξης με αέρα είναι πολύ εύκολο στη διαχείριση και εύκολο στην απόκτηση υλικών, αλλά λαμβάνετε αποτέλεσμα με μεγάλη αστάθεια και πρέπει να το εγκρίνετε αρκετές φορές. Εν πάση περιπτώσει, μπορείτε να επιλέξετε την κατάλληλη μέθοδο για τον στόχο σας και να υπολογίσετε το σημείο τήξης του φαρμάκου που σας ενδιαφέρει.
Αποτελέσματα και συζήτηση.
Το πείραμα με το σβώλο μεθαμφεταμίνης δείχνει ότι πρόκειται για ένα (d- ή l-) ισομερές. Το σημείο τήξης της αμφεταμίνης δεν αντιστοιχεί με τα βιβλιογραφικά δεδομένα. Υπάρχουν διάφοροι λόγοι: όχι τόσο καθαρή αμφεταμίνη- μεγάλη ατέλεια της μεθόδου ή υποκατεστημένη ουσία. Το σημείο τήξης της μεφεδρόνης δεν ταιριάζει με τον 11ο βαθμό, ο οποίος μπορεί να θεωρηθεί ως ανεπάρκεια μεθόδου.
Συμπέρασμα.
Και οι δύο μέθοδοι έχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Η μέθοδος τριχοειδούς απαιτεί πολλές προσπάθειες και υλικά για την εκτέλεσή της, αλλά λαμβάνετε πιο ακριβές αποτέλεσμα του πειράματος σημείου τήξης. Το πείραμα τήξης με αέρα είναι πολύ εύκολο στη διαχείριση και εύκολο στην απόκτηση υλικών, αλλά λαμβάνετε αποτέλεσμα με μεγάλη αστάθεια και πρέπει να το εγκρίνετε αρκετές φορές. Εν πάση περιπτώσει, μπορείτε να επιλέξετε την κατάλληλη μέθοδο για τον στόχο σας και να υπολογίσετε το σημείο τήξης του φαρμάκου που σας ενδιαφέρει.
Υπάρχουν θερμοκρασίες τήξης ορισμένων φαρμάκων και πρόδρομων ουσιών:
Ναρκωτικά:
280-281 °C,
Μεθαμφεταμίνη, 170-175 °C,
υδροχλωρική μεφεδρόνη, 251,18 °C και υδροβρωμιούχος μεφεδρόνη 205,25 °C,
υδροχλωρική κοκαΐνη, 197 °C,
υδροχλωρική φαινυκυκλιδίνη, 243-244 °C,
υδροχλωρίδιο MDMA, 147-153 °C,
υδροχλωρίδιο α-PVP, 162-173 °C,
Υδροχλωρίδιο MDA, 187-188 °C,
Υδροχλωρική εφεδρίνη, 217-220 °C,
υδροχλωρική μεθακινόνη, 188-191 °C,
2C-B υδροχλωρίδιο, 236-238 °C,
υδροχλωρική μεσκαλίνη, 180-182 °C,
Υδροχλωρική μεθυλόνη (MDMC), 236-238 °C,
DMT (ελεύθερη βάση) 42-47 °C,
Φουμαρικό DMT 152 °C,
Ψιλοκυβίνη 220-228 °C,
Εργοταμίνη 241-249 °C,
JWH-018 55-59 °C,
UR-144 68 °C,
JWH-1503 91-97 °C,
AM-2201 80 °C,
JWH-210 90 °C,
JWH-122 89 °C,
JWH-081 127 °C,
JWH-073 100 °C,
Υδροχλωρική μεθαδόνη, 232-234 °C,
Υδροχλωρική διακετυλομορφίνη (ηρωίνη), 229-233 °C,
Μονοϋδρική κωδεΐνη, 154-156 °C.
Πρόδρομες ουσίες:
2,5-διμεθοξυβενζαλδεΰδη 50 °C,
2,5-διμεθοξυ-4-μεθυλοβενζαλδεΰδη 82-86 °C,
Πιπερονάλη 37 °C,
3,4,5-τριμεθοξυβενζαλδεΰδη 73-76 °C,
Φαινυλ-2-νιτροπροπένιο 64-66 °C,
2-βρωμο-4-μεθυλο-προπιοφαινόνη 75-77 °C,
4-κυανο-2-διμεθυλαμινο-4,4-διφαινυλοβουτάνιο 88-91 °C.
Μεθαμφεταμίνη, 170-175 °C,
υδροχλωρική μεφεδρόνη, 251,18 °C και υδροβρωμιούχος μεφεδρόνη 205,25 °C,
υδροχλωρική κοκαΐνη, 197 °C,
υδροχλωρική φαινυκυκλιδίνη, 243-244 °C,
υδροχλωρίδιο MDMA, 147-153 °C,
υδροχλωρίδιο α-PVP, 162-173 °C,
Υδροχλωρίδιο MDA, 187-188 °C,
Υδροχλωρική εφεδρίνη, 217-220 °C,
υδροχλωρική μεθακινόνη, 188-191 °C,
2C-B υδροχλωρίδιο, 236-238 °C,
υδροχλωρική μεσκαλίνη, 180-182 °C,
Υδροχλωρική μεθυλόνη (MDMC), 236-238 °C,
DMT (ελεύθερη βάση) 42-47 °C,
Φουμαρικό DMT 152 °C,
Ψιλοκυβίνη 220-228 °C,
Εργοταμίνη 241-249 °C,
JWH-018 55-59 °C,
UR-144 68 °C,
JWH-1503 91-97 °C,
AM-2201 80 °C,
JWH-210 90 °C,
JWH-122 89 °C,
JWH-081 127 °C,
JWH-073 100 °C,
Υδροχλωρική μεθαδόνη, 232-234 °C,
Υδροχλωρική διακετυλομορφίνη (ηρωίνη), 229-233 °C,
Μονοϋδρική κωδεΐνη, 154-156 °C.
Πρόδρομες ουσίες:
2,5-διμεθοξυβενζαλδεΰδη 50 °C,
2,5-διμεθοξυ-4-μεθυλοβενζαλδεΰδη 82-86 °C,
Πιπερονάλη 37 °C,
3,4,5-τριμεθοξυβενζαλδεΰδη 73-76 °C,
Φαινυλ-2-νιτροπροπένιο 64-66 °C,
2-βρωμο-4-μεθυλο-προπιοφαινόνη 75-77 °C,
4-κυανο-2-διμεθυλαμινο-4,4-διφαινυλοβουτάνιο 88-91 °C.
Attachments
Last edited:
