Suhu pada saat zat cair berubah menjadi padat pada pendinginan merupakan indeks yang berguna untuk kemurnian jika panas dibebaskan pada saat pemadatan, asalkan cemaran yang ada hanya terlarut dalam cairan dan tidak dalam padatan. Zat murni memiliki suhu beku yang lebih pasti dan jelas, tetapi campuran zat pada umumnya membeku pada suatu rentang suhu. Untuk banyak campuran, suhu beku yang ditetapkan dengan metode empirik secara saksama, merupakan indeks kemurnian yang berguna. Metode penetapan suhu beku berikut ini dapat digunakan untuk zat yang melebur antara -20º dan +150º, rentang suhu termometer yang biasa digunakan dalam tangas. Suhu beku adalah titik maksimum (atau bila tidak ada maksimum, titik infleksi) pada kurva suhu-waktu.
Alat Pasang alat seperti pada gambar, wadah untuk zat adalah tabung reaksi 25 mm x 100 mm, dilengkapi dengan termometer yang sesuai dengan rentang suhu pendek yang digantungkan di tengah dan pengaduk kawat dengan panjang sekitar 30 cm, dibengkokkan pada ujung bawah menjadi lingkaran horisontal disekeliling termometer. Gunakan termometer yang mempunyai rentang suhu tidak melebihi 30º dengan pembagian skala 0,1º dan telah dikalibrasi, tetapi tidak digunakan pada pencelupan 76 mm. Satu seri termometer yang sesuai, mencangkup rentang suhu dari -20º hingga +150º tersedia sebagai Termometer seri 89C hingga 96C seperti tertera pada Termometer <31>. Ukuran harus berada ±20% dari yang tertera pada gambar.
Alat Penetapan Suhu Beku
Wadah untuk zat disangga dengan gabus dalam tabung silinder yang sesuai dan kedap air dengan diameter dalam lebih kurang 50 mm dan panjang 11 cm. Tabung silinder disangga dalam tangas yang sesuai sedemikian hingga tidak kurang dari lapisan setebal 37 mm disekeliling sisi dan dasar tabung silinder. Tangas luar dilengkapi dengan termometer yang sesuai.
Prosedur Leburkan zat jika merupakan padatan, pada suhu tidak lebih dari 20º di atas suhu beku yang diperkirakan, dan tuangkan ke dalam tabung reaksi hingga tinggi antara 50 mm sampai 57 mm. Pasang alat dengan pencadang raksa termometer dalam tabung uji tercelup setengah antara ujung atas dan dasar zat dalam tabung reaksi. Isi tangas hingga lebih kurang 12 mm dari ujung atas tabung dengan cairan yang sesuai pada suhu 4º hingga 5º di bawah suhu beku yang diperkirakan.
Untuk senyawa yang berbentuk cair pada suhu kamar, lakukan penetapan menggunakan suhu tangas lebih kurang 15º di bawah suhu beku yang diperkirakan.
Jika zat uji telah didinginkan sampai lebih kurang 5º di atas suhu beku yang diperkirakan, atur tangas hingga suhu 7º hingga 8º di bawah suhu beku yang diperkirakan. Aduk zat secara sinambung selama sisa waktu penetapan dengan menggerakkan lingkaran kawat pengaduk naik-turun antara bagian atas dan bawah zat uji pada kecepatan tetap 20 putaran sempurna per menit.
Pembekuan seringkali dapat dirangsang dengan menggosok dinding dalam tabung reaksi dengan termometer, atau dengan memasukkan hablur kecil dari senyawa yang sebelumnya dibekukan. Pendinginan yang berlebihan dapat menyebabkan penyimpangan dari pola normal perubahan suhu. Jika terjadi penyimpangan seperti ini, ulangi penetapan dengan memasukkan partikel kecil zat uji dalam bentuk padat selang 1º pada saat suhu mendekati suhu yang diperkirakan.
Catat pembacaan termometer pada tabung reaksi setiap 30 detik. Lanjutkan pengadukan hanya selama suhu menurun secara teratur, dan hentikan jika suhu menjadi tetap atau mulai sedikit naik. Lanjutkan pencatatan suhu dalam tabung reaksi setiap 30 detik selama tidak kurang 3 menit setelah suhu mulai menurun lagi setelah suhu tetap.
Harga rata-rata dari tidak kurang 4 kali pembacaan berturut-turut yang terletak antara rentang 0,2º merupakan suhu beku. Pembacaan ini terletak pada lebih kurang titik infleksi atau maksimum, pada kurva suhu-waktu, yang terjadi setelah suhu menjadi tetap atau mulai menaik dan sebelum mulai menurun lagi. Harga rata-rata yang mendekati 0,1º adalah suhu beku