Monstervoorbereidingsproces met gebruik van METTLER TOLEDO smeltpuntgereedschappen:
Stap 1: Eerst moet het monster gedroogd worden in een exsiccator. Vervolgens wordt een klein deel van het monster fijngemalen in een vijzel.
Stap 2: Verschillende capillairen worden tegelijkertijd geprepareerd voor metingen met een METTLER TOLEDO instrument. Het capillaire vulinstrument helpt perfect bij het vullen, aangezien de lege capillairen stevig vastgehouden worden in een knijperachtige greep. Het verzamelen van een kleine monsterportie uit een mortier gaat gemakkelijk met behulp van het instrument.
Stap 3: De kleine hoeveelheid monster aan de bovenkant van de capillairen wordt vervolgens naar beneden bewogen door de greep los te laten en de capillairen een paar keer zachtjes op de tafel te laten stuiteren. Door deze actie wordt het monster strak naar beneden in de bodem van het capillair gedrukt. Het "stuitereffect" zorgt ervoor dat de substantie strak wordt ingepakt en er geen luchtbellen ontstaan.
Stap 4: De juiste vulhoogte kan gecontroleerd worden met de gegraveerde liniaal op het capillaire vulinstrument. Over het algemeen mag de vulhoogte niet meer dan 3 mm bedragen.
7. Instellingen van het instrument
Naast de juiste monstervoorbereiding zijn ook de instellingen op het instrument essentieel voor de exacte bepaling van het smeltpunt. Een juiste selectie van de starttemperatuur, de eindstoptemperatuur en de verhittingsaanloopsnelheid zijn noodzakelijk om onnauwkeurigheden te voorkomen als gevolg van een onjuiste of te snelle warmtetoename in het monster:
a) Starttemperatuur
De smeltpuntbepaling begint bij een vooraf gedefinieerde temperatuur dicht bij het verwachte smeltpunt. Tot de starttemperatuur wordt de verwarmingsstand snel voorverwarmd. Bij de starttemperatuur worden de capillairen in de oven gebracht en begint de temperatuur te stijgen met de gedefinieerde verhittingsaanloopsnelheid.
Gebruikelijke formule om de starttemperatuur te berekenen:
Starttemperatuur = verwachte MP - (5 min * verwarmingssnelheid)
b) Verwarmingsaanloopsnelheid
De verwarmingsaanloopsnelheid is de vaste snelheid van temperatuurstijging tussen de start- en stoptemperatuur voor de verwarmingsaanloop.
De resultaten zijn sterk afhankelijk van de verwarmingssnelheid: hoe hoger de verwarmingssnelheid, hoe hoger de waargenomen smeltpunttemperatuur.
Farmacopee hanteert een constante verwarmingssnelheid van 1 °C/min. Voor de hoogste nauwkeurigheid en monsters die niet ontleden, gebruikt u 0,2 °C/min. Bij stoffen die ontleden, moet een verwarmingssnelheid van 5 °C/min worden toegepast. Voor verkennende metingen kan een verwarmingssnelheid van 10 °C/min worden gebruikt.
c) Stoptemperatuur
De maximumtemperatuur die tijdens de bepaling bereikt mag worden.
Gebruikelijke formule om de stoptemperatuur te berekenen:
Stoptemperatuur = verwachte MP + (3 min * verwarmingssnelheid)
d) Thermodynamische / Farmacopee-modus
Er zijn twee manieren om het smeltpunt te bepalen: Farmacopee smeltpunt en het thermodynamische smeltpunt. De farmacopee-modus houdt er geen rekening mee dat de oventemperatuur anders (hoger) is tijdens het verwarmingsproces dan de temperatuur van het monster, wat betekent dat de oventemperatuur wordt gemeten in plaats van de monstertemperatuur. Als gevolg hiervan hangt het farmacopeïsche smeltpunt sterk af van de verwarmingssnelheid. Daarom zijn metingen alleen vergelijkbaar als dezelfde verwarmingssnelheid wordt toegepast.
Het thermodynamische smeltpunt daarentegen wordt verkregen door het wiskundige product van een thermodynamische factor "f" en de vierkantswortel van de verwarmingssnelheid af te trekken van het farmacopische smeltpunt. De thermodynamische factor is een empirisch bepaalde instrumentspecifieke factor. Het thermodynamische smeltpunt is het fysisch correcte smeltpunt. Deze waarde is niet afhankelijk van de verwarmingssnelheid of andere parameters. Dit is een zeer nuttige waarde, omdat hiermee smeltpunten van verschillende stoffen onafhankelijk van de experimentele opstelling vergeleken kunnen worden.
9. Invloed van de verwarmingssnelheid op de smeltpuntmeting
De resultaten zijn sterk afhankelijk van de verwarmingssnelheid: hoe hoger de verwarmingssnelheid, hoe hoger de waargenomen smeltpunttemperatuur. De reden hiervoor is dat de smeltpunttemperatuur om technische redenen niet direct in de stof wordt gemeten, maar buiten het capillair bij het verwarmingsblok. Daarom loopt de temperatuur van het monster achter op de oventemperatuur. Hoe hoger de verwarmingssnelheid, hoe sneller de oventemperatuur stijgt, waardoor het verschil tussen het gemeten smeltpunt en de werkelijke smelttemperatuur groter wordt.
Vanwege de afhankelijkheid van de snelheid waarmee de warmte toeneemt, zijn metingen voor smeltpunten alleen onderling vergelijkbaar als ze met dezelfde snelheid worden uitgevoerd .
12. Gemengde smeltpuntbepaling
Als twee stoffen bij dezelfde temperatuur smelten, kan een gemengde smeltpuntbepaling aantonen of ze één en dezelfde stof zijn. De smelttemperatuur van een mengsel van twee componenten is meestal lager dan die van één van pure componenten. Dit gedrag staat bekend als vriespuntsdaling.
Voor gemengde smeltpuntbepaling wordt het monster in een verhouding van 1:1 gemengd met een referentiestof. Als het smeltpunt van het monster wordt verlaagd door het te mengen met een referentiestof, kunnen de twee stoffen niet identiek zijn. Als het smeltpunt van het mengsel niet daalt, is het monster identiek aan de toegevoegde referentiestof.
Gewoonlijk worden er drie smeltpunten bepaald: monster, referentie en 1:1 mengverhouding van monster en referentie. De gemengde smeltpunttechniek is een belangrijke reden waarom alle hoogwaardige smeltpuntmachines minstens drie capillairen in hun verwarmingsblokken hebben.
