DSC純度的測定

 

圖1.40給出了一組不同純度的苯甲酸的DSC麴錢✘✘，圖中示出純度越高✘✘，熔點越高．熔融峰越尖陡│☁✘☁。利用因材科不純而導致鎔點下降這一原理來測定物質純度的方法叫熔點下降法│☁✘☁。化學熱力學中叫凝固點下降│☁✘☁。熔點下降與雜質量之間的關係用Van’t Hoff方程表示│☁✘☁。

式中△H是摩爾熔融熱焓✘✘，R是氣體常數✘✘，X₂是雜質的摩爾數✘✘，T₀是純物質的熔點✘✘，而T_m是已摻雜材料的熔點．

因為T_m很難求準✘✘，一般用作圖法求•₪✘✘：定義f為試樣在溫度為T_s時已溶化的分數

將T_s對1／f作圖應為直線✘✘，其斜率＝To一Tm✘✘，即熔點下降值．將斜率代入Van’t Hoff方程✘✘，就求出X₂│☁✘☁。美國Perkin—E1mer公司用DSC方法測定罩丸甾酮的純度✘✘，如圖1.4l所示│☁✘☁。曲線上標出的幾個溫度值是試樣熔融部分的百分比在10—50％範圍內的幾個點上測得的│☁✘☁。以A點為例✘✘，從A作基線的垂線AB✘✘，AB線以前的面積即為已熔面積A₁✘✘，DSC曲線下總面積為A_T✘✘，所以A點的已熔分數

從A按純金屬銦（99.999%）熔融峰起始邊的斜率向基線引AD✘✘，交基線於D✘✘，此點的溫度即T_s用同樣的方法求出其它點的T_s和f✘✘，把各點的T_s對1／f作圖✘✘，得到如圖1.42所示的直線．

因此從斜率可求出X₂=0.0042✘✘，即試樣純度為99.6%│☁✘☁。

 

這種方法測定純度的公式是從C1ausius-Clapeyron│☁✘☁。方程及Raoult定律推匯出來的✘✘，有一定的假設條件│☁✘☁。只有當試樣純度高於99%時用凝固點下降原理才能夠得到高的準確度│☁✘☁。隨雜質含量的增加✘✘，準確性下降．

為了改善純度測定的準確性✘✘，考慮被忽略的預熔部分✘✘，可用償試誤差法解決T_s—1/f不成直線的問題│☁✘☁。由於DSC曲線基線取法對面積值影響很大✘✘，特別對純度低的試樣影響更嚴重．假設誤差為δ✘✘，則

式中A_T為DSC曲線峰總面積✘✘，A₁✘✘，A₂✘✘，…為已熔部分的降面積✘✘，f₁✘✘，f₂✘✘，…為已熔化分數．若T_s—1/f不成直線✘✘，就改變δ值✘✘，直到T_s—1/f成直線為止✘✘，這樣就可以較準確地求得T₀一T_m值✘✘，圖1.43示出的是苯巴比妥純度測定中的直線化方法．

D. L. Sondack提出在DSC測定純度過程中用一個簡單方程對資料進行直線化的方法．目前Perkin—Elmer公司出售的DSC—2C儀或DSC—7儀都有純度測定軟體│☁✘☁。