Proces przygotowania próbki przy użyciu narzędzi do pomiaru temperatury topnienia METTLER TOLEDO:
Krok 1: Najpierw próbka musi zostać wysuszona w eksykatorze. Następnie niewielka część próbki jest drobno mielona w moździerzu.
Krok 2: Kilka kapilar jest przygotowywanych jednocześnie do pomiaru za pomocą urządzenia METTLER TOLEDO. Narzędzie do napełniania kapilar doskonale wspomaga napełnianie, ponieważ puste kapilary są bezpiecznie trzymane w uchwycie przypominającym kołek. Pobranie niewielkiej porcji próbki z moździerza można łatwo wykonać za pomocą tego narzędzia.
Krok 3: Niewielka ilość próbki znajdująca się w górnej części kapilary jest następnie przenoszona w dół kapilary poprzez zwolnienie uchwytu i delikatne kilkukrotne uderzenie kapilarą o stół. To działanie powoduje, że próbka jest ciasno upakowana w dolnej części kapilary. Efekt podskakiwania" powoduje szczelne upakowanie substancji i zapobiega powstawaniu kieszeni powietrznych.
Krok 4: Prawidłową wysokość napełniania można sprawdzić za pomocą wygrawerowanej linijki na narzędziu do napełniania kapilar. Zasadniczo wysokość napełnienia nie powinna przekraczać 3 mm.
7. Konfiguracja urządzenia
Oprócz właściwego przygotowania próbki, ustawienia urządzenia są również niezbędne do dokładnego określenia temperatury topnienia. Prawidłowy wybór temperatury początkowej, końcowej temperatury zatrzymania i szybkości rampy ogrzewania są niezbędne, aby zapobiec niedokładnościom spowodowanym nieprawidłowym lub zbyt szybkim wzrostem ciepła w próbce:
a) Temperatura początkowa
Określanie temperatury topnienia rozpoczyna się od wstępnie zdefiniowanej temperatury zbliżonej do oczekiwanej temperatury topnienia. Do temperatury początkowej statyw grzewczy jest szybko podgrzewany. W temperaturze początkowej kapilary są wprowadzane do pieca, a temperatura zaczyna rosnąć z określoną szybkością rampy grzewczej.
Typowy wzór do obliczania temperatury początkowej:
Temperatura początkowa = oczekiwany MP - (5 min * szybkość ogrzewania)
b) Szybkość rampy grzewczej
Szybkość rampy grzewczej to stała szybkość wzrostu temperatury między temperaturą początkową i końcową dla rampy grzewczej.
Wyniki silnie zależą od szybkości ogrzewania - im wyższa szybkość ogrzewania, tym wyższa obserwowana temperatura topnienia.
Farmakopee stosują stałą szybkość ogrzewania 1 °C/min. Aby uzyskać najwyższą dokładność i próbki nierozkładające się, należy stosować 0,2 °C/min. W przypadku substancji, które ulegają rozkładowi, należy zastosować szybkość ogrzewania 5 °C/min. W przypadku pomiarów rozpoznawczych można zastosować szybkość ogrzewania 10 °C/min.
c) Temperatura zatrzymania
Maksymalna temperatura do osiągnięcia podczas oznaczania.
Typowy wzór do obliczania temperatury zatrzymania:
Temperatura zatrzymania = oczekiwana MP + (3 min * szybkość ogrzewania)
d) Tryb termodynamiczny / farmakopealny
Istnieją dwa tryby oceny temperatury topnienia: Farmakopealna temperatura topnienia i termodynamiczna temperatura topnienia. Tryb farmakopealny pomija fakt, że temperatura pieca jest inna (wyższa) podczas procesu ogrzewania niż temperatura próbki, co oznacza, że mierzona jest temperatura pieca, a nie temperatura próbki. W konsekwencji, temperatura topnienia w trybie farmakopei zależy silnie od szybkości ogrzewania. Dlatego pomiary są porównywalne tylko wtedy, gdy stosowana jest ta sama szybkość ogrzewania.
Z drugiej strony, termodynamiczna temperatura topnienia jest uzyskiwana przez odjęcie matematycznego iloczynu współczynnika termodynamicznego "f" i pierwiastka kwadratowego szybkości ogrzewania od farmakopealnej temperatury topnienia. Czynnik termodynamiczny jest empirycznie określonym czynnikiem specyficznym dla przyrządu. Termodynamiczna temperatura topnienia jest fizycznie poprawną temperaturą topnienia. Wartość ta nie zależy od szybkości ogrzewania ani innych parametrów. Jest to bardzo przydatna wartość, ponieważ umożliwia porównywanie temperatur topnienia różnych substancji niezależnie od konfiguracji eksperymentalnej.
9. Wpływ szybkości ogrzewania na pomiar temperatury topnienia
Wyniki w dużym stopniu zależą od szybkości ogrzewania - im wyższa szybkość ogrzewania, tym wyższa obserwowana temperatura topnienia. Powodem jest to, że temperatura punktu topnienia nie jest mierzona bezpośrednio w substancji, ale poza kapilarą w bloku grzewczym, ze względów technicznych. Dlatego temperatura próbki pozostaje w tyle za temperaturą pieca. Im wyższa szybkość ogrzewania, tym szybszy wzrost temperatury pieca, co zwiększa różnicę między zmierzoną temperaturą topnienia a rzeczywistą temperaturą topnienia.
Ze względu na zależność szybkości wzrostu ciepła, pomiary wykonane dla punktów topnienia są porównywalne ze sobą tylko wtedy, gdy są wykonywane przy użyciu tych samych szybkości.
12. Oznaczanie mieszanej temperatury topnienia
Jeśli dwie substancje topią się w tej samej temperaturze, oznaczenie mieszanej temperatury topnienia może wykazać, czy są one jedną i tą samą substancją. Temperatura topnienia mieszaniny dwóch składników jest zwykle niższa niż temperatura czystego składnika. Takie zachowanie znane jest jako obniżenie temperatury topnienia.
W przypadku oznaczania mieszanej temperatury topnienia próbka jest mieszana z substancją referencyjną w stosunku 1:1. Ilekroć temperatura topnienia próbki jest obniżana przez zmieszanie z substancją referencyjną, dwie substancje nie mogą być identyczne. Jeśli temperatura topnienia mieszaniny nie spada, próbka jest identyczna z dodaną substancją referencyjną.
Zazwyczaj określa się trzy punkty topnienia: próbki, substancji referencyjnej i stosunku mieszania próbki i substancji referencyjnej 1:1. Technika mieszanej temperatury topnienia jest ważnym powodem, dla którego wszystkie wysokiej jakości urządzenia do pomiaru temperatury topnienia posiadają co najmniej trzy kapilary w swoich blokach grzewczych.
