凝固点降低法测定摩尔质量(3)

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1、凝固点降低法测摩尔质量一、实验目的：1．掌握用凝固点降低法测定物质相对摩尔质量的方法。2．通过实验加深对稀溶液依数性质的理解。3.掌握贝克曼温度计的使用。二、实验原理·溶液的凝固点：在一定压力下，固体溶剂与溶液成平衡时的温度。稀溶液具有依数性，稀溶液的凝固点降低纯容剂。在确定了溶剂的种类和数量后，溶液凝固点降低值仅仅取决于所含溶质分子的数目。 ΔT＝Ｔ*f－Ｔf＝Ｋfm M的单位为g/mol凝固点降低值的多少，直接反映了溶液中溶质的质点数目。溶质在溶液中有离解、缔合、溶剂化和络合物生成等情况存在，都会影响溶质在溶剂中的表观摩尔质量。因此溶液的凝固点降低法可用于研究溶液的电解质电离度，溶质的

2、缔合度，溶剂的渗透系数和活度系数等。由此可见，实验的成功与否决定于凝固点的精确测量。 凝固点测定方法是将已知浓度的溶液逐渐冷却成过冷溶液，然后促使溶液结晶；当晶体生成时，放出的凝固热使体系温度回升，当放热与散热达成平衡时，温度不再改变，此固液两相达成平衡的温度，即为溶液的凝固点。本实验测定纯溶剂和溶液的凝固点之差。成时，放出的凝固热使体系温度回升，当放热与散热达成平衡时，温度不再改变，此固液两相达成平衡的温度，即为溶液的凝固点。本实验测定纯溶剂和溶液的凝固点之差。4纯溶剂（单组分）在凝固前温度随时间均匀下降，当达到凝固点时，固体析出，放出热量，补偿了对环境的热散失，因而温度保持恒定，直到全

3、部凝固后，温度再均匀下降，其冷却曲线见图中曲线(a)。但实际上，只有固相充分分散到液相中，也就是固液两相的接触面相当大时，平衡才能到达，画出（a）冷却曲线。 实际测量中，将纯溶体冷却，达到凝固点时，由于固是逐渐析出，当凝固热放出速率小于冷却速率，温度会不断下降，难以确定凝固点温度。为此，采取方法是，先使液体过冷，再突然搅拌，固相骤然析出大量微小晶体，两相充分接触，放出大量凝固热，温度回升，达到凝固点温度，保持恒定，然后再开始下降。见图中曲线（b）。 溶液的冷却情况与此不同，纯溶剂两相共存时，自由度f*＝1-2+1＝0，而对于溶液，当冷却到凝固点，开始析出固态纯溶剂，自由度f*＝2-2+1＝

4、1，温度仍可下降。并且随着溶剂的析出，溶液浓度相应增大。所以溶液的凝固点随着溶剂的析出，浓度变大而不断下降，在冷却曲线上得不到温度不变的水平线段。见图中曲线（c）。 在实际测量时，如果溶液过冷程度不大，析出的固体溶剂比较少，浓度变化比较小，则过冷回升的温度可作为溶液的凝固点，见图中曲线（d）；如果溶液过冷程度比较大，析出的固体溶剂比较多，浓度变化较大，则过冷回升的温度低于溶液的凝固点，见图中曲线（e）。因此实验中要控制过冷程度，不能大，并且每次的过冷程度要一样。热不能做到，要对冷却曲线进行校正，见图中曲线（f)。或画出步冷曲线，确定凝固点，见图中曲线（g）。 4 三、仪器与药品： 分子量测

5、定仪一套；普通温度计（0-50℃）1支；20ml移液管1支； 压片机一台；贝克曼温度计1支。大烧杯（600ml）1只； 苯或环已烷(A．R．)，荼(A．R．)。四、实验步骡：1．按图所示安装凝固点测定仪，注意测定管，搅棒都须清洁、干燥，温差测量仪的探头，温度计都须与搅拌棒有一定空隙。防止搅拌时发生摩擦。2．调节水浴温度，在2℃左右，并应经常搅拌，不断加入碎冰，使冰浴温度保持基本不变。3．调节贝克曼温度计。使其在5℃的水中，水银柱停在3℃左右。（应放在10℃水中恒温） 4．纯奔凝固点测量：准确移取20毫升苯，小心注入测定管中，塞紧。 （1）苯凝固点近似值测量。直接放入冰浴中，不断移动搅拌棒，

6、使其冷却。当刚有固体析出时，迅速取出测定管，擦干管外冰水，插入空气套管中，缓慢均匀搅拌，观察温度，直至温度稳定，即为环己烷的凝固点近似值。 （2）苯凝固点精确值测量。取出测定管，用手温热，同时搅拌，使管中固体完全熔化；再将测定管直接插入冰浴中，缓慢搅拌，使苯迅速冷却，当温度降至高于凝固点参考温度0.5℃时，迅速取出测定管，擦干，放入空气套管中，每秒搅拌一次，使环己烷温度均匀下降，当温度低于凝固点近似值0.2℃左右，急速搅拌，(防止过冷超过0.5℃)，促使固体析出，温度开始上升，搅拌减慢，注意观察温度的变化，直至稳定，此即为环己烷的凝固点。重复测定三次。要求环己烷凝固点的绝对平均误差小于土0

7、．003℃。 5．溶液凝固点的测定。取出测定管，温热之，使管中的苯熔化，从测定管的支管加入事先压成片状的0.2g—0.3g的萘，待溶解后用“4”中方法测定溶液的凝固点。先测凝固点的近似值，再精确测之。溶液凝固点是取过冷后温度回升所达的最后温度，重复三次，要求绝对平均误差小于土0.003℃。取其平均值。再加第二个事先压成片状的0.1g—0.2g的萘，按同样方法。精确测量其凝固点。五、实验注意事项：1．冰浴温度不低于溶液凝固