凝固点降低测分子量.doc

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1、实验二凝固点降低法测分子量1.摘要1888年，E.Beckmann[1]首先设计出了精确测量装置，并沿用至今。1903年，他又设计出了电磁搅拌器。随后，贝克曼温度计可读到0.001K，按误差理论分析，分子量测量的精度取决于温度读数的精度[2]，测得分子量的误差约为3%。现代则采用各种温度传感器。据凝固点降低法，测苯（C6H6）¾萘（C10H8）体系的凝固点，求得萘的分子量。固体溶剂与溶液成平衡时的温度称溶液的凝固点。在无固溶体形成时，稀溶液的凝固点较纯溶剂的凝固点低，简称凝固点降低。凝固点降低值DTf由下述公式给出：溶质质量(g_)

2、质量摩尔浓度溶质分子量质量摩尔降低常数(2.2.1)溶剂质量(g)凝固点降低(°C)　　　表2.2..1纯溶剂凝固点降低常数的比较溶剂Tf(°C)Kf溶剂Tf(°C)Kf环已烷6.5420.0樟脑178.7537.7苯5.535.12硝基苯5.76.90水0.01.86萘80.2906.94关键词：凝固点降低过冷反推法分子量温度传感器2.仪器与药品凝固点测定仪1套压片机1台0.1°C分度水银温度计1支25mL移液管　1支JDW—3P精密电子温差测量仪1台带PC串行接口可接微机0.000置零碎报时碎按钮JDW—3P温差测量仪℃图2.2

3、.1凝固点测定仪凝固点测定装置凝固点测定装置南京大学应用物理研究所夹套管冰水外搅拌1温差探头盛液内管温度计温差显示窗口电源开关、插座电源开关排水口搅拌器2环已烷（C×P）萘（C×P）碎冰3．预习提问(1)什么叫凝固点？凝固点降低法测分子量是研究哪一类相平衡体系（析出纯溶剂还是固溶体）？能否用于电解质溶液？你还知道哪些测分子量的方法。(2)纯溶剂和溶液的步冷曲线有什么差异？为什么会出现过冷现象？过冷现象对于本实验有无利弊？（3）为什么使用空气夹套？搅拌在实验中起何作用？(4)称量纯溶剂及溶质时，精密度要求应否相同？(5)如何设置纯溶剂

4、与溶液凝固点的参照点？电子数显仪置零的意义何在？4．操作注意向凝固点测定装置中加入寒剂，低于凝固点3~5°C。装置准备内管直接出入于寒剂中，内搅拌。取出时，手温热夹套，待回升0.2~0.3°C时将内管放入夹套。反复测量3次。粗测纯溶剂凝固点手温热泪盈眶使熔化略高于凝固点时夹套双管，内搅拌，通过窗口可观察搅拌情况。配合时而手工外搅拌，调整寒剂以0.1~0.2°C/30s速度冷却。搅拌、冷却、读温度并记录确认凝固点T0观察凝固点附近特征：有无过冷、回升后的起伏和平台并确认。N测三次？Y纯溶剂平均值求得凝固点T0，数显仪置零约0.2g萘的

5、压片，从侧管投入，使溶解。..侧管加萘片，粗测凝固点手温热，升温至近似凝固点以上0.15~0.25°C时，就将冷冻管移入空气夹套中冷却。精测步冷曲线N待过冷后回升，并读最高点值。投入溶质一次的平均值测三次？Y凝固点T1Y多次测得ti,公式求得Mi,作MA~wA/WA曲线,反推法求得浓度为0时的萘的分子量。或计算，或代入(II-2-1)式求M要否加萘测T2,T3N数据处理5．数据处理（1）溶剂的密度rt=r0+at+bt2´10-3+gt3´10-6r0/g×cm-3abg适用范围环已烷0.797-0.8879-0.972+1.550

6、~65°C苯0.900-1.0638-0.0376-2.21311~72°C步冷曲线记录次/半分时间温度凝固点测定记录称量(g)测凝固点下降Dt分子量Mt1t2t3纯溶剂加萘（溶液）（2）图象T/°C如图2.2.2所示。a..纯溶剂出现一段稳定的平台，即达凝固点t0。a过冷甚，可能出现回升温度最高点可能出现过平台的情况。DTfbb.溶液的冷却曲线不同，随着纯溶剂的析出，溶液中萘的相对浓度增大，凝固点依照简单低共熔相图中液相线的规律不断下降，因为最初析出的纯溶剂是细晶，t/min具有较大的比表面积，根据：图2.2.2步冷曲线　　　（2

7、.2.2）细晶的化学势显然比通常两相平衡时的平板结晶的化学势要大。即：m细晶>m平板致使体系进入介稳态，必须继续降温才能结晶。此即步冷曲线过冷的原因。过冷回升，有利于溶液凝固点测定实验的判断。过冷程度不同，温度回升所达最高点也不同，溶液的正常凝固点应如图2.2.2所示，由步冷曲线反推至交点确定。所以需要控M(浓度为0时的分子量)浓度wB/WA图2.2.3外推法求分子量制过冷程度，使回升转折明显，最高点接近于正常凝固点值。控制过冷程度小，相应析粗晶，过冷至一定程度时骤然加速搅拌（提供搅拌热），或者加入晶种作为晶核，都可以促进粗晶生长而

8、接近真正凝固点值。(3)外推法求分子量实验也可以采用多次投放溶质，测量DTi=Ti-T0。作图如图2.2.3，所求为溶质浓度为0时的极限值。下面选用南充师院的一组实验数据多次加入溶质所引起冰点的下降G(克)0.05040.09380,