實(shí)驗(yàn)三凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量整理版

1、實(shí)驗(yàn)九 凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量一、目的要求1、通過(guò)本實(shí)驗(yàn)加深對(duì)稀溶液依數(shù)性質(zhì)的理解 2、掌握溶液凝固點(diǎn)的測(cè)量技術(shù) 3、用凝固點(diǎn)降低法測(cè)定萘的摩爾質(zhì)量。二、儀器與試劑凝固點(diǎn)降低實(shí)驗(yàn)裝置1套；數(shù)字貝克曼溫度計(jì)、25m1移液管1支；電子天 平I臺(tái)。分析純的苯、萘。三、實(shí)驗(yàn)原理固體溶劑與溶液成平衡的溫度稱為溶液的凝固點(diǎn)。含非揮發(fā)性溶質(zhì)的雙組分 稀溶液的凝固點(diǎn)低于純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)。凝固點(diǎn)降低是稀溶液依數(shù)性質(zhì)的一種表現(xiàn)。當(dāng)確定了溶劑的種類和數(shù)量后，溶劑凝固點(diǎn)降低值僅取決于所含溶質(zhì)分子的數(shù)目。對(duì)于理想溶液，根據(jù)相平衡條件,稀溶液的凝固點(diǎn)降低與溶液成分關(guān)系由范特霍夫凝固點(diǎn)公式給出式中：ATf凝固點(diǎn)降低值，Tf

2、純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)；AfHm（A）摩爾凝固熱，nA和nB分別為溶劑和溶質(zhì)的物質(zhì)的量。當(dāng)溶液濃度很稀時(shí)，nBWnA,則AT*蕓* M其中Ma為溶劑的摩爾質(zhì)量；mB為溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度；Kf即稱為質(zhì)量摩爾凝固 點(diǎn)降低常數(shù)。若已知某種溶劑的凝固點(diǎn)降低常數(shù)Kf，并測(cè)得溶劑和溶質(zhì)的質(zhì)量分別為mA, mB的稀溶液的凝固點(diǎn)降低值A(chǔ)Tf，則可通過(guò)下式計(jì)算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量 Mb。K f mBM B =也Tm式中Kf的單位為K kg mol-1凝固點(diǎn)降低值的大小，直接反映了溶液中溶質(zhì)有效質(zhì)點(diǎn)的數(shù)目。如果溶質(zhì)在溶液中有離解、締合、溶劑化和配合物生成等情況，這些均影響溶質(zhì)在溶劑中的 表觀分子量。因此凝固點(diǎn)降低法也可用來(lái)研究

3、溶液的一些性質(zhì)， 例如電解質(zhì)的電 離度、溶質(zhì)的締合度、活度和活度系數(shù)等。純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)為其液相和固相共存的平衡溫度。若將液態(tài)的純?nèi)軇┲鸩嚼?卻，在未凝固前溫度將隨時(shí)間均勻下降，開(kāi)始凝固后因放出凝固熱而補(bǔ)償了熱損失，體系將保持液一固兩相共存的平衡溫度而不變，直至全部凝固，溫度再繼續(xù) 下降。其冷卻曲線如圖C6.1中1所示。但實(shí)際過(guò)程中，當(dāng)液體溫度達(dá)到或稍低 于其凝固點(diǎn)時(shí)，晶體并不析出，這就是所謂的過(guò)冷現(xiàn)象。此時(shí)若加以攪拌或加入 晶種，促使晶核產(chǎn)生，則大量晶體會(huì)迅速形成，并放出凝固熱，使體系溫度迅速 回升到穩(wěn)定的平衡溫度；待液體全部凝固后溫度再逐漸下降。 冷卻曲線如圖C6.1 中。4 5、t/s圖C

4、6.1純?nèi)軇┖腿芤旱睦鋮s曲線溶液的凝固點(diǎn)是該溶液與溶劑的固相共存的平衡溫度，其冷卻曲線與純?nèi)軇┎煌?。?dāng)有溶劑凝固析出時(shí)，剩余溶液的濃度逐漸增大，因而溶液的凝固點(diǎn)也逐 漸下降。因有凝固熱放出，冷卻曲線的斜率發(fā)生變化，即溫度的下降速度變慢, 如圖C6.1中3所示。本實(shí)驗(yàn)要測(cè)定已知濃度溶液的凝固點(diǎn)。如果溶液過(guò)冷程度 不大，析出固體溶劑的量很少，對(duì)原始溶液濃度影響不大，則以過(guò)冷回升的最高 溫度作為該溶液的凝固點(diǎn)，如圖 C6.1中4所示。在測(cè)量過(guò)程中應(yīng)該設(shè)法控制適當(dāng)?shù)倪^(guò)冷程度，一般可通過(guò)控制寒劑的溫度、 攪拌速度等方法來(lái)達(dá)到。確定凝固點(diǎn)的另一種方法是外推法，如圖C6.2所示，首先記錄繪制純?nèi)軇┡c溶液的冷

5、卻曲線，作曲線后面部分（已經(jīng)有固體析出）的趨勢(shì)線并延長(zhǎng)使其與曲線的前面部分相交，其交點(diǎn)就是凝固點(diǎn)。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、溶劑為苯，測(cè)定萘的摩爾質(zhì)量。2、3、先測(cè)苯的凝固點(diǎn)，記錄在數(shù)據(jù)記錄表格中。苯的凝固點(diǎn)為5.45 C,苯的K = 5.12 K - kg mol-1。苯的密度隨室溫的變化按下式計(jì)算：Pt/（g cm）=0.9001-1.0636x109）4、稱取0.2 -0.3克萘。粗稱1克，壓片，分為四份，每組一份，再用天平精確稱量并記錄。5、本實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵在于攪拌的速度，開(kāi)始緩慢攪拌，至接近近似凝固點(diǎn)時(shí)，改為急速攪拌，溫度開(kāi)始上升時(shí)，立即緩慢攪拌，直至溫度穩(wěn)定后讀數(shù)。五、數(shù)據(jù)記錄與處理樣品質(zhì)量（g）凝固點(diǎn)（C）凝固點(diǎn)降低 值 T （C）粗測(cè)測(cè)量值平均值苯21.92005.4585.4575.4575.4575.456苯+萘22.18614.9684.9744.9740.4834.9744.975六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理:m 苯=21