Metodo di Karl Rast per la determinazione della massa molecolare (1922))
Questo metodo è riportato nel libro di testo scolastico dello Stocchi , ma si trova anche nel
famoso volume del Gattermann " Chimica organica pratica " , edizione del 1957 , tradotta
da Hoepli .
La conoscenza della composizione di una molecola organica permetteva , se fosse stata nota
la massa molecolare , di determinare la formula molecolare .
Questo avrebbe permesso poi di arrivare alla conoscenza della struttura molecolare.
Questo metodo può essere utilizzato dagli studenti , nelle loro esperienze di laboratorio ,
per determinare la massa molecolare di una sostanza incognita o verificare l'identità di una
sostanza attraverso la determinazione della sua massa molecolare . Il procedimento è
semplice e richiede una attrezzatura che è di comune impiego in un laboratorio di chimica
organica . Si basa sulla determinazione dell'abbassamento crioscopico della canfora in
presenza di un soluto che è appunto la sostanza di cui vogliamo determinare la massa
molecolare .
Il micrometodo Rast , che si presta bene per sostanze solide e per liquidi ad alto punto di
ebollizione , si basa sul fatto che la canfora , buon solvente allo stato fuso di molte sostanze
organiche , presenta un abbassamento crioscopico molale molto alto . In questo modo è
possibile misurare l'abbassamento crioscopico con i termometri in dotazione in laboratorio
per la determinazione dei punti di fusione . Per attuarlo si procede così : dopo una
preventiva fusione , che ha lo scopo di omogeneizzare il sistema , di una miscela di 40-50
mg (pesati esattamente) della sostanza in esame e di 500-600 mg di canfora molto pura (
pesati esattamente ) si lascia risolidificare la massa ( allo scopo si determina prima il punto
di fusione della canfora pura ). In generale , come ordine di grandezza , la quantità di
canfora impiegata deve essere circa dieci volte maggiore di quella della sostanza in esame .
La fusione può avvenire in una piccola provettina su un bagno di olio di vaselina . Verso i
160 - 170°C il miscuglio fonde e quando tutta la miscela si è ben mescolata , si estrae la
provettina e la si lascia raffreddare .Quindi si estrae il contenuto aiutandosi con il filo di
nichel-cromo o rompendo la provetta direttamente in un mortaio . Si eliminano con pinzetta
gli eventuali frammenti di vetro , poi si macina il tutto
( non è necessario recuperare tutta la sostanza ). Usiamo una piccola quantità da inserire in
un capillare per determinare con l'apparecchio di Thiele il punto di fusione , determinazione
che va ripetuta almeno due volte . Raccolti i dati si esegue il calcolo :
MM = [ Kc * ms ] / [ ( tc - tm ) * mc ]
dove
Kc = costante crioscopica della canfora che vale 37,8 °C · kg / mole
ms = massa in mg della sostanza organica in esame cioè il soluto
tc = temperatura di fusione della canfora pura , espressa in °C
tm = temperatura di fusione della miscela canfora - sostanza organica espressa in °C
mc = massa in grammi di canfora pura usata nella miscela
La formula può assumere forme diverse , tutte derivate dalla formula principale
Δtc = Kc * m c
Δtc = abbassamento crioscopico
Kc = costante crioscopica della canfora
m = molalità della soluzione canfora - soluto
Le sostanze che possono essere scelte per la determinazione della massa molecolare
possono essere anche quelle di cui si fa normalmente la determinazione del punto di
fusione.
