Détermination du point de fusion
La détermination du point de fusion est une méthode d’analyse très ancienne et largement répandue. Elle indique la température ou la plage de température à pression constante à laquelle la substance passe de l’état solide à l’état liquide. Le changement d’état physique entraîne également la modification de nombreuses autres propriétés telles que la densité, la viscosité ou les propriétés optiques des substances. Le pointde fusion d’une substance est une propriété spécifique à cette substance.
Différentes techniques se sont établies pour la détermination de la température de fusion.
- La méthode du bain chauffant fonctionne avec des récipients en verre à température réglable équipés d’un capteur de température et d’un dispositif d’agitation. Dans ce cas, la dispersion des résultats de mesure est élevée. La différence de T entre la température du bain et celle de l’échantillon de >1°C est également inévitable. Cela entraîne des écarts.
- Les appareils modernes utilisent la méthode capillaire ouverte et la régulation de température dans un bloc chauffant métallique avec une mesure de température très précise via un capteur thermique. Notre appareil de mesure M5000 exploite en outre la modification des propriétés optiques, à savoir la transmission de la lumière. L’instrument de mesure entièrement automatique fournit des résultats reproductibles avec une résolution de 0,1°C dans une plage de mesure comprise entre 25 et 400 °C.
Point de fusion vs. plage de fusion
Dans l'idéal, les substances pures ont un point de fusion fixe. Cependant, dans la pratique, même les substances les plus pures possèdent une palge de fusion. A cela s'ajoutent l'impureté, le type d'échantillon, les différentes méthodes de fabrication et de détermination ainsi que les influences spécifiques à l'instrument de mesure. Tous ces éléments ont une influence sur la valeur de mesure relevée. Dans le cas de mélanges de plusieurs substances, on observe généralement une diminution du point de fusion.
Mesure semi-automatique et entièrement automatique
Nos appareils M3000 et M5000 permettent d'analyser des substances en poudre de manière semi-automatique ou entièrement automatique, avec une vitesse de chauffe réglée avec précision, mais néanmoins variable. Avec l'appareil M3000, la mesure est visuelle grâce à l'optique d'observation. Quant à l'appareil M5000, une mesure de la transmission est effectuée et le processus de fusion est détecté de manière entièrement automatique.
Mesure: Méthode conventionnelle
Différentes méthodes de mesure et formes d'évaluation fournissent des températures de fusion différentes. Pour pouvoir comparer les valeurs mesurées, il est important d'indiquer la méthode de mesure. La détermination du point de fusion, mieux connue sous le nom de détermination de la température de fusion, est une méthode conventionnelle. Elle est donc soumise à des accords et à des règles normatives.
Détermination de la température de fusion
Méthode de mesure : l’échantillon est placé dans de fins capillaires. La température de départ doit être inférieure d’environ 5°C à la température de fusion attendue, car la charge thermique préalable a une influence sur le résultat (méthode conventionnelle). Par défaut, l’analyse est effectuée à un taux de chauffage standard de 1°C /minute.
Lorsqu’un échantillon cristallin est chauffé, l’énergie fournie entraîne une modification des structures cristallines du réseau. Les liaisons des particules dans ce réseau se défont, la substance auparavant solide fond.
Les substances cristallines en poudre sont opaques à l’état cristallin et transparentes à l’état liquide. Cette différence notable dans les propriétés optiques peut être utilisée pour déterminer le point de fusion.
Les phases d'un processus de fusion
En fonction de la température appliquée, il existe généralement trois phases dans un processus de fusion :
- Désintégration – début de liquéfaction
- Point de miniscus – la phase liquide prédomine
- Point clair – les cristaux sont complètement fondus, la substance se présente entièrement en phase liquide
Quand la température de fusion est-elle atteinte ?
L’USP(US Pharmacopeia) définit la température de fusion comme le point final de la fusion, lorsque tous les cristaux ont fondu. Ceci n’est toutefois valable que si la mesure de la température peut être effectuée dans l’échantillon. Les méthodes modernes habituelles permettent de déterminer la température de fusion à quelques dixièmes de degré près, indirectement via le bloc chauffant.
Sur nos appareils, le résultat peut être lu avec une précision de 0,3 à 0,5 °C (selon la plage de mesure). Cependant, comme il existe un gradient de température * entre le bloc chauffant et l’échantillon, on utilise conventionnellement le point ménisque comme température de fusion.
⇒ Un gradient de température* désigne la différence entre la température du bloc chauffant et celle de l’échantillon. Lorsque l’échantillon commence à fondre, sa température (non mesurable) reste constante malgré l’apport continu d’énergie par le bloc chauffant.
Le graphique le montre : La température du bloc thermique continue d’augmenter au cours du processus à raison de 1°C/min. Ce décalage doit être pris en compte/corrigé lors de la détermination du point de fusion clair. Le modèle M5000 s’en charge automatiquement. Pour l’appareil M3000 avec optique d’observation, on définit généralement le point ménisque comme point final.
Ouvrez et découvrez-en plus sur les mesures et la préparation des échantillons
Funktion Schmelzpunktmessgeräte
Mit unseren M3000 und M5000-Geräten können pulvrige Substanzen halb- oder vollautomatisch sowie mit präzise regulierter – dennoch variabler – Heizrate schnell und zuverlässig untersucht werden. Sie messen mit einer Auflösung von 0,1°C in einem Messbereich von 25–400 °C.
Das M5000-Modell (Transmissionsmessung) verfügt über einen heizbaren Metallblock.
- Seine Temperatur wird über einen Thermosensor überwacht.
- In diesem heizbaren Metallblock befindet sich eine vertikale Kapillaraufnahme.
- Abgeschlossen wird diese Einheit durch eine Lichtquelle, die das untere Ende der Kapillare bestrahlt.
Setzt der Schmelzvorgang ein, wird die Kapillare zunehmend lichtdurchlässiger. Das transmittierte Licht wird von einem Sensor in ein Signal umgewandelt und vom Gerät ausgewertet.
Die Messergebnisse werden auf dem LCD Display angezeigt. Durch die vollautomatische Detektion des Schmelzvorganges ist eine sehr gute Reproduzierbarkeit (bedienerunabhängig) der Messergebnisse gewährleistet.
Mit dem M3000-Modell (Visuelle Messung) erfolgt die Messung mittels Beobachtungsoptik.
- Auch dieses Gerät verfügt über einen heizbaren Metallblock mit Kapillaraufnahme, dessen Temperatur mittels Thermosensor überwacht wird.
- Die 3 Kapillare werden gleichzeitig mit einer Lichtquelle (LED) bestrahlt. Eine Beobachtungsoptik mit Okular (Lupe 10x) ermöglicht die optimale Kontrolle des Schmelzvorganges durch den Bediener.
- Wird der Schmelzvorgang erreicht, wird die Drucktaste betätigt und damit die Messung abgeschlossen.
Auf diese Weise können neben dem Klarpunkt des Schmelzens auch der Zerfallspunkt sowie Farb- und Strukturänderungen einer Probe erfasst werden.
Probenvorbereitung für die Messung
Verdichtung
- Die richtige Verdichtung und Korngröße der Probe ist essentiell wichtig für eine genaue und reproduzierbare Messung.
- Die Proben müssen homogen und pulverförmig sein. Eine locker geschichtete Probe kann zu niedrigeren Schmelztemperaturen führen. In einigen Fällen wird die Kapillare nicht automatisch erkannt.
Lagerung der Probe
Die Probe sollte dunkel und trocken gelagert werden.
- Eine feuchte Probe hat einen niedrigeren Schmelzpunkt.
- Für unterschiedliche Substanzen gibt es unter Umständen unterschiedliche Anweisungen zur Trocknung.
- Wir empfehlen die Trocknung mit Exsikkator mit Vakuum über Kieselgel oder/und Lagerung im Trockenschrank, meist ist eine Lagerung von 24 Stunden ausreichend.
Thermische Vorbelastung
- Wird bei einer unbekannten Probe der Startpunkt weit unterhalb der wahren Schmelztemperatur gewählt, kann die thermische Vorbelastung ebenfalls zu einer größeren Messunsicherheit führen.
- In solchen Fällen, mit thermischer Vorbelastung, sind Wiederholungsmessungen nötig, in denen man sich an den wahren Schmelzpunkt durch Eingrenzung des Startpunktes heranarbeitet.
- Gleiches gilt für Abweichungen von der Standard-Heizrate.
Alter der Probe
- Eine Probe kann altern, sich zersetzen, unter Lufteinfluss oxidieren oder Feuchte (H2O) einlagern. All dies kann den Schmelzpunkt und die Schmelztemperatur verändern.
- Zertifikate weisen einen Nutzungszeitraum nach Anbruch aus.
Conseils pour la mesure
Pour les capillaires, utilisez si possible des produits originaux. Nos capillaires KSPS1010 ont un diamètre extérieur de 1,4 mm et une épaisseur de paroi de 0,1 à 0,2 mm, ce qui les rend parfaitement conformes aux normes habituelles.
Les capillaires inadaptés peuvent se rompre plus rapidement dans certaines circonstances. Si les diamètres choisis sont trop petits, on suggère en outre des températures de fusion basses.
- Remplissez les capillaires jusqu’à environ 4 mm. Un compactage peut être obtenu en tapotant.
- Selon le type d’échantillon, le compactage au moyen d’un fil de bourrage est également recommandé.
- Avant d’être inséré dans le réceptacle capillaire, chaque capillaire doit être nettoyé afin d’éliminer toute substance adhérant à l’extérieur. Ceux-ci peuvent brûler dans le four et nuire à l’aspect visuel ou salir l’absorption capillaire.
- Commencez la mesure si possible 4-5°C en dessous de la valeur de mesure attendue. L’options de chauffage rapide de l’appareil optimisent le temps d’attente pour l’utilisateur jusqu’à la valeur de départ.
- Pendant la mesure, travaillez avec un taux de chauffe constant de 1°C/min (taux de chauffage standard).
⇒ Si vous souhaitez accélérer les opérations (ce qui se fait souvent au détriment de la précision et de la justesse), il est également possible de sélectionner d’autres taux de chauffe différentes.
Normes et directives
L’article 6 de l’ApBetrO ( ApothekenbetrO ) stipule qu’il est obligatoire de prouver son identité lors de chaque achat de matières premières dans une pharmacie. La détermination de la température de fusion est ici d’une grande importance.
Le modèle M5000 utilise la méthode capillaire ouverte, qui est entièrement conforme, entre autres, aux spécifications de la Pharmacopée allemande, de la Pharmacopée européenne(Ph. Eur.) et de la Pharmacopée américaine (United States Pharmacopeia, USP). Elle est mentionnée dans environ un quart de toutes les monographies de la Pharmacopée européenne (Ph. Eur. 4.00 et Suppléments), de la Pharmacopée allemande (DAB 2002) et du Codex allemand des médicaments (DAC) dans le cadre de la vérification de l’identité ou en tant que propriété.
Pour répondre aux exigences de vérifiabilité et de traçabilité des résultats, nous disposons de normes et de matériaux de référence préétablis. L’utilisation de ces étalons fournit des résultats d’analyse fiables et réduit les efforts de votre validation en laboratoire.
Ajustage et étalonnage
Les appareils de détermination de la température de fusion doivent être étalonnés régulièrement à l’aide de substances de référence du point de fusion telles que celles de l’OMS ou d’autres substances appropriées.
Nos appareils sont ajustés et calibrés en usine avec des substances de référence de l’OMS. Nous recommandons également nos standards (vanilline, phénacétine, sulfanilamide, caféine) pour le contrôle de routine par l’utilisateur.
Un étalonnage doit être effectué à intervalles réguliers. Selon les exigences, cela peut aller de 1x par mois à 1x par an.
Si des écarts apparaissent même lors de mesures répétées, un ajustage est nécessaire. Celle-ci peut être effectuée par l’utilisateur guidé par menu. Selon le type d’écart, trois variantes d’ajustement sont disponibles.
Nous proposons également des ajustements et des étalonnages ultérieurs en tant que service dans notre usine ou sur le site du client.
Domaines d'application typiques
Le point de fusion est l’indice thermique le plus souvent déterminé pour caractériser les solides cristallins. La détermination du point de fusion est utilisée dans différentes industries pour la recherche et le contrôle de qualité.
Le point de fusion est souvent mesuré pour caractériser les composés cristallins organiques et inorganiques et pour déterminer leur pureté. Souvent, il est également la valeur de départ et de référence pour d’autres analyses.
Les appareils de mesure du point de fusion sont utilisés dans les laboratoires des industries chimiques, pétrolières, lipidiques et alimentaires, dans les hôpitaux, les pharmacies et les bureaux d’enquête, ainsi que dans la recherche et l’enseignement.
N’hésitez pas à vous renseigner : notre tableau à télécharger contient les températures de fusion des substances décrites dans les monographies de la Ph. Eur., du DAB et du DAC. Ce tableau sert d’aperçu. Nous pouvons discuter des appareils adaptés á vos besoins lors d’une consultation personnelle.
Comment utiliser
Détermination semi-automatique et entièrement automatique du point de fusion
Avec le M3000, les substances en poudre dont le point de fusion peut atteindre 360 °C peuvent être facilement analysées à l’aide d’une mesure semi-automatique, avec une optique d’observation.
Avec un M5000, la mesure est entièrement automatique, sans influence de l’utilisateur, et hautement reproductible.
Vous êtes actuellement en train de consulter le contenu d'un espace réservé de YouTube. Pour accéder au contenu réel, cliquez sur le bouton ci-dessous. Veuillez noter que ce faisant, des données seront partagées avec des providers tiers.
Plus d'informations