DSC纯度的测定

 

图1.40给出了一组不同纯度的苯甲酸的DSC曲钱，图中示出纯度越高，熔点越高．熔融峰越尖陡。利用因材科不纯而导致镕点下降这一原理来测定物质纯度的方法叫熔点下降法。化学热力学中叫凝固点下降。熔点下降与杂质量之间的关系用Van’t Hoff方程表示。

式中△H是摩尔熔融热焓，R是气体常数，X₂是杂质的摩尔数，T₀是纯物质的熔点，而T_m是已掺杂材料的熔点．

因为T_m很难求准，一般用作图法求：定义f为试样在温度为T_s时已溶化的分数

将T_s对1／f作图应为直线，其斜率＝To一Tm，即熔点下降值．将斜率代入Van’t Hoff方程，就求出X₂。美国Perkin—E1mer公司用DSC方法测定罩丸甾酮的纯度，如图1.4l所示。曲线上标出的几个温度值是试样熔融部分的百分比在10—50％范围内的几个点上测得的。以A点为例，从A作基线的垂线AB，AB线以前的面积即为已熔面积A₁，DSC曲线下总面积为A_T，所以A点的已熔分数

从A按纯金属铟（99.999%）熔融峰起始边的斜率向基线引AD，交基线于D，此点的温度即T_s用同样的方法求出其它点的T_s和f，把各点的T_s对1／f作图，得到如图1.42所示的直线．

因此从斜率可求出X₂=0.0042，即试样纯度为99.6%。

 

这种方法测定纯度的公式是从C1ausius-Clapeyron。方程及Raoult定律推导出来的，有一定的假设条件。只有当试样纯度高于99%时用凝固点下降原理才能够得到高的准确度。随杂质含量的增加，准确性下降．

为了改善纯度测定的准确性，考虑被忽略的预熔部分，可用偿试误差法解决T_s—1/f不成直线的问题。由于DSC曲线基线取法对面积值影响很大，特别对纯度低的试样影响更严重．假设误差为δ，则

式中A_T为DSC曲线峰总面积，A₁，A₂，…为已熔部分的降面积，f₁，f₂，…为已熔化分数．若T_s—1/f不成直线，就改变δ值，直到T_s—1/f成直线为止，这样就可以较准确地求得T₀一T_m值，图1.43示出的是苯巴比妥纯度测定中的直线化方法．

D. L. Sondack提出在DSC测定纯度过程中用一个简单方程对数据进行直线化的方法．目前Perkin—Elmer公司出售的DSC—2C仪或DSC—7仪都有纯度测定软件。