实验五、凝固点降低法测定摩尔质量

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1、物理化学实验课教案实验五本-08精化、生化、生物工程等专业适用实验五凝固点降低法测定摩尔质量一、实验目的1、掌握用凝固点降低法测定萘分子量的原理。2、掌握凝固点的测定方法。3、通过实验加深对稀溶液依数性的理解。二、实验原理当稀溶液凝固析出纯固体溶剂时，则溶液的凝固点低于纯溶剂的凝固点，其降低值与溶液的质量摩尔浓度成正比。即：ΔT=Tf*-Tf =KfmB                                      (1)式中，Tf*为纯溶剂的凝固点，Tf为溶液的凝固点，mB为溶液中

2、溶质B的质量摩尔浓度，Kf为溶剂的质量摩尔凝固点降低常数，它的数值仅与溶剂的性质有关。若称取一定量的溶质WB(g)和溶剂WA(g)，配成稀溶液，则此溶液的质量摩尔浓度为：(2)式中，MB为溶质的分子量。将该式代入(1)式，整理得:             (3)若已知某溶剂的凝固点降低常数Kf值，通过实验测定此溶液的凝固点降低值ΔT，即可计算溶质的分子量MB。注意：当溶质在溶液里有解离、缔合、溶剂化或形成配合物等情况时，不适用上式计算，一般只适用于强电解质稀溶液。图5-1纯溶剂步冷曲线示意图  

3、        图5-2溶液步冷曲线示意图化学与材料工程学院基础化学教研室赵碧琳共4页第4页物理化学实验课教案实验五本-08精化、生化、生物工程等专业适用  凝固点测量原理：纯溶剂的凝固点是它的液相和固相共存时的平衡温度。若将纯溶剂缓慢冷却，理论上得到它的步冷曲线如图5-3中的a，但实际的过程往往会发生过冷现象，液体的温度会下降到凝固点以下，待固体析出后会慢慢放出凝固热使体系的温度回到平衡温度，待液体全部凝固之后，温度逐渐下降，如图5-3中b。溶液的凝固点是该溶液的液相与纯溶剂的固相平衡共存的温

4、度。溶液的凝固点很难精确测量，当溶液逐渐冷却时，其步冷曲线与纯溶剂不同。如图5-3中c、d。由于有部分溶剂凝固析出，使剩余溶液的浓度增大，因而剩余溶液与溶剂固相的平衡温度也在下降，就会出现c曲线的形状，通常也会有稍过冷的d曲线形状。此时可以将温度回升的最高值近似的作为溶液的凝固点。测量过程中过冷的影响：在测量过程中，析出的固体越少越好，以减少溶液浓度的变化，才能准确测定溶液的凝固点。若过冷太甚，溶剂凝固越多，溶液的浓度变化太大，就会出现图5-3中e曲线的形状，使测量值偏低。在过程中可通过加速搅拌

5、、控制过冷温度，加入晶种等控制冷。图5-3步冷曲线示意图三、实验仪器及药品仪器：凝固点测定仪1套、烧杯2个、温度温差探头2个、压片机1个、移液管(25mL)1支固体药品：萘（AR）、冰。液体药品：环已烷（AR）。四、实验内容及步骤1、安装凝固点测定仪安装凝固点测定仪时，凝固点管、温度温差探头须清洁干燥，防止搅拌与管壁或温度计探头相磨擦。化学与材料工程学院基础化学教研室赵碧琳共4页第4页物理化学实验课教案实验五本-08精化、生化、生物工程等专业适用2、调节寒剂的温度取适量碎冰与水混合，使寒剂温度为

6、2℃～3℃，在实验过程中不断搅拌，使寒剂保持此温度。3、溶剂凝固点的测定在安装好的凝固点测定仪中，用移液管向清洁、干燥的凝固点管内加入25mL环已烷，并记下水的温度，插入温度温差探头且拉动搅拌听不到碰壁与摩擦声。先将装有环已烷的凝固点管直接插入寒剂中，上下移动搅棒(勿拉过液面，约每秒钟一次)。使溶剂的温度逐渐降低，当过冷到7℃以后，要快速搅拌(以搅棒下端擦管底)，幅度要尽可能的小，待温度回升后，恢复原来的搅拌，同时用放大镜观察温度计读数，直到温度回升稳定为止，此温度即为环已烷的近似凝固点。取出凝

7、固点管，用手捂住管壁片刻，同时不断搅拌，使管中固体全部熔化，将凝固点管放在空气套管中，缓慢搅拌，使温度逐渐降低，当温度降至近似凝固点时，自支管加入少量晶种，并快速搅拌(在液体上部)，待温度回升后，再改为缓慢搅拌。直到温度回升到稳定为止，以手轻叩温度计管壁，用放大镜读数，记下稳定的温度值，重复测定三次，每次之差不超过0.06℃，三次平均值作为纯环已烷的凝固点。4、溶液凝固点的测定取出凝固点管，如前将管中冰溶化，用压片机将固体萘压成片，用分析天平精确称重，其重量约使凝固点下降1℃，自凝固点管的支管加

8、入样品，待全部溶解后，测定溶液的凝固点。测定方法与纯环已环的相同，先测近似的凝固点，再精确测定，但溶液凝固点是取回升后所达到的最高温度。重复三次，取平均值。以上内容详细参阅复旦大学等编《物理化学实验》（第三版）25-27页。五、数据记录和处理1、用ρt/g.CM-3=0.7971-0.8879×10-3t/℃计算室温t时环已烷的密度，计算所取环已烷的重量WA。　　　２、将实验数据列入表中：室温：　　　　　　　大气压力：　　　　　Ｐa一次/30s步冷曲线记录时间温度　　化学与材料工程学院基础化学教