物化實(shí)驗(yàn)報(bào)告純液體飽和蒸氣壓的測(cè)定

1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 明確純液體飽和蒸汽壓和蒸汽壓的概念及其與溫度的關(guān)系，加深對(duì)勞修斯-克拉貝龍(Clausius-Clapeyro n)方程式的理解。2. 掌握靜態(tài)法測(cè)定純液體飽和蒸汽壓的原理及方法，并學(xué)會(huì)用圖解法求純液體的平均并學(xué)會(huì)由圖解法求其平均摩爾氣化熱和正常沸點(diǎn)。3. 了解數(shù)字式低真空側(cè)壓儀=熟悉常用的氣壓計(jì)的使用及校正的方法，初步掌握真 空實(shí)驗(yàn)技術(shù)。二、實(shí)驗(yàn)原理在一定溫度下(距離臨界溫度較遠(yuǎn)時(shí))，純液體與其蒸氣達(dá)平衡時(shí)的蒸氣壓稱為該溫度下 液體的飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)稱為蒸氣壓。蒸發(fā)一摩爾液體所吸收的熱量稱為該溫度下液體的摩爾 氣化熱。 液體的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系用克勞修斯 -克拉貝龍方程式

2、表示：l/Ih p心啣人議dT RT2式中，R為摩爾氣體常數(shù)；T為熱力學(xué)溫度； vapHn為在溫度T時(shí)純液體的摩爾氣化熱。在溫度變化范圍不大時(shí)， vapHr可以近似作為常數(shù)，積分上得m= - ，由由此式可以看出，以Inp對(duì) 作圖，應(yīng)為一直線，直線的斜率為 斜率可求算液體的 vap H=-Rm當(dāng)液體的飽和蒸汽壓登月外界壓力時(shí)，液體沸騰，此時(shí)的溫度即為該液體的沸點(diǎn)，當(dāng)外壓為1atm(1.01325kPa)時(shí)，液體的沸點(diǎn)成為正常沸點(diǎn)。測(cè)定液體飽和蒸氣壓的方法很多。本實(shí)驗(yàn)采用靜態(tài)法， 是指在某一溫度下， 直接測(cè)量飽和蒸氣壓，此法一般適用于蒸氣壓比較大的液體。實(shí)驗(yàn)所用儀器是純液體飽和蒸氣壓測(cè)定 裝置，如

3、圖川-3-1所示。平衡管由A球和U型管B、C組成。平衡管上接一冷凝管5,以橡皮管與壓力計(jì)相連。A內(nèi)裝待測(cè)液體，當(dāng)A球的液面上純粹是待測(cè)液體的蒸氣，而B管與C管的液面處于同一水平時(shí)，則表示B管液面上的(即A球液面上的蒸氣壓)與加在C管液面上的外壓相等。 此時(shí)，體 系氣液兩相平衡的溫度稱為液體在此外壓下的沸點(diǎn)。用當(dāng)時(shí)的大氣壓減去壓力計(jì)兩水銀面的高度差，即為該溫度下液體的飽和蒸氣壓。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 將純水倒入等壓計(jì)中（這部分已由老師裝置完畢）檢查U形管兩邊處于同一水平，水面接近B球底部位置。2. 系統(tǒng)氣密性檢查關(guān)閉直通活塞，旋轉(zhuǎn)二通活塞使系統(tǒng)與真空泵連通，開動(dòng)真空泵，抽氣減壓至汞壓力計(jì)兩臂汞面壓差

4、為-53.3kPa（400mmHg ）時(shí)，關(guān)閉三通活塞，使系統(tǒng)與真空泵、大氣皆不通。觀 察壓力計(jì)示數(shù)，如果在3分鐘內(nèi)示數(shù)維持不變，則表明系統(tǒng)不漏氣。 否則應(yīng)逐段檢查裝置每個(gè)部分，消除漏氣原因。3. 排除管內(nèi)的空氣先將恒溫槽溫度調(diào)至 40C接通冷凝水，抽氣降壓至液體輕微沸騰，此時(shí)彎管內(nèi)的空氣 不斷隨蒸氣管逸出（速度不宜過快，若過快可適當(dāng)打開漏入空氣，但不應(yīng)使空氣倒灌），如 此沸騰3分鐘，可認(rèn)為空氣被排除干凈。4. 飽和蒸氣壓的測(cè)定當(dāng)空氣被排除干凈，且體系溫度恒定后， 打開直通活塞緩緩放入空氣（切不可太快，以免空氣倒灌入彎管中，如果發(fā)生空氣倒灌，則須重新排除空氣），直至B管、C管中液面平齊，關(guān)閉直

5、通活塞，立即記錄此時(shí)的溫度與壓力差（如果放入空氣過多，C管中液面低于B管的液面，須再緩慢抽氣，再調(diào)平齊）。然后，將恒溫槽溫度升高 5C,因溫度升高后，液體的飽和蒸氣壓增大，液體會(huì)不斷沸騰。為了避免B、C管中液體大量蒸發(fā)，應(yīng)隨時(shí)打開直通活塞緩緩放入少量空氣，保持C管中液面相對(duì)平靜。當(dāng)體系溫度恒定后，再次放入空氣使B C管液面平齊，記錄溫度和壓差。然后依次每升高5C,測(cè)定一次壓差，總共測(cè)7個(gè)值。五、實(shí)驗(yàn)記錄和數(shù)據(jù)處理1記錄：將測(cè)得數(shù)據(jù)計(jì)計(jì)算結(jié)果列表：室溫：24.4 oC 氣壓計(jì)讀數(shù)：102.600kPa 校正后壓強(qiáng) 102.217kPa次數(shù)溫度t/ C1/T壓強(qiáng)差 p/kPa壓強(qiáng)p/kPalnp1

6、40.10.003192338-94.357.8672.062676795245.080.003142381-92.229.9972.302285048350.150.003093102-89.5712.6472.537420033455.060.00304683-86.3315.8872.765501165560.090.00300084-82.1120.1073.001068013665.180.002955694-77.125.1173.223544908770.090.002913413-71.131.1173.4377542942、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出lgP 1/T圖,根據(jù)斜率求出摩爾汽

7、化熱vapH與正常沸點(diǎn)。純水的正常沸點(diǎn)為在一個(gè)大氣壓下，（101.3kPa）下的沸點(diǎn)。由上面的回歸方程可知,T正常 =374.10K=100.95 C vapHm=-Rm=41.04KJ3、計(jì)算T正常、 vapf的相對(duì)誤差，并對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行討論。T正常相對(duì)誤差 Et= （ 374.10-373.15 ） /373.15 X 100%=0.25% vapHn相對(duì)誤差 E=(41.04-40.63)/40.63 X 100%=1.01%六、討論與思考1、 根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，將校正壓力p取對(duì)數(shù)值lnp作為縱坐標(biāo)，以開氏溫度倒數(shù)1/T作為橫坐標(biāo)，繪制散點(diǎn)圖。由出In p-1/T關(guān)系圖可以看出，直線相關(guān)性較

8、高，線性較好，因而斜率m較為準(zhǔn)確，可以用于進(jìn)行平均摩爾汽化熱 vapHn與正常沸點(diǎn)T正常的代入計(jì)算。通過計(jì)算結(jié)果，并與參考文獻(xiàn)數(shù)值比較，相對(duì)誤差比較小，因此實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較為完好。2、實(shí)驗(yàn)過程中，進(jìn)行了兩次。第一次實(shí)驗(yàn)相對(duì)失敗，由于在空氣漏入時(shí)沒有控制得當(dāng)，導(dǎo)致U形管中過多的水倒灌入 A球，以至于U形管液面過低難以讀數(shù)，且空氣進(jìn)入館內(nèi)，氣密性受到影響，實(shí)驗(yàn)不能進(jìn)行下去。3、 在更換了儀器之后，重新開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。后續(xù)進(jìn)行較為順利。但在U形管調(diào)節(jié)過程中，難以控制恰好兩邊平衡，且平衡后因A球內(nèi)水繼續(xù)沸騰液面依然會(huì)出現(xiàn)差值。故實(shí)驗(yàn)中在調(diào)節(jié)時(shí)適當(dāng)預(yù)留液面差，待A球內(nèi)沸騰后漸漸平衡液面差，則左右液面恰好接近持平

9、。通 過多次實(shí)驗(yàn)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，掌握了該方法后實(shí)驗(yàn)速度較快提高。4、參見數(shù)據(jù)。純水的平均摩爾汽化熱比文獻(xiàn)值要略高，主要原因?yàn)樵搮?shù)是溫度的函數(shù)，隨著溫度變化而變化。實(shí)驗(yàn)平均溫度約55.1 C，比原定平均溫度 55C，因此比文獻(xiàn)值略高。而正常沸點(diǎn)是在 101.325kPa下，而本次實(shí)驗(yàn)的大氣壓校正后較標(biāo)準(zhǔn)大氣壓偏大，因 此測(cè)得沸點(diǎn)較文獻(xiàn)值高。六、提問與思考1、什么是液體的飽和蒸汽壓？什么叫正常沸點(diǎn)？液體的沸點(diǎn)與外壓有何關(guān)系？在密閉條件中，在一定溫度下，與固體或液體處于相平衡的蒸氣所具有的壓力稱為飽和蒸氣 壓；在外壓為一個(gè)大氣壓的時(shí)候液體的沸點(diǎn)稱為正常沸點(diǎn)；液體沸點(diǎn)隨著外壓增大而增大。2、本實(shí)驗(yàn)方法能否

10、用于測(cè)定其它溶液的蒸汽壓？為什么？視具體情況而定，一般不可以。因?yàn)槿芤簼舛入S著溶劑的蒸發(fā)而增大，蒸汽壓也因此變化， 故難以測(cè)量準(zhǔn)確。3、等壓計(jì)U形管液體有什么作用？冷凝器有什么作用？U形管中液體可以用于指示管內(nèi)蒸汽壓與外壓平衡的指標(biāo)，用于等效測(cè)量管內(nèi)氣壓；用于冷 凝蒸汽，防止蒸汽被抽入真空泵中。4、怎樣從數(shù)字式低真空測(cè)壓儀示數(shù)得出純液體飽和蒸汽壓？ 通過U形管兩邊持平，等效地讀出外壓即等于液體飽和蒸汽壓。5、能否在加熱情況下檢查是否漏氣？不能。加熱過程中溫度不能恒定，氣-液兩相不能達(dá)到平衡，壓力也不恒定6、實(shí)驗(yàn)中為什么要防止空氣倒灌？若發(fā)生倒灌則管內(nèi)不再是純液體的蒸汽，測(cè)量的將不是純液體蒸汽壓

11、。7、實(shí)驗(yàn)時(shí)抽氣和漏入空氣的速度應(yīng)如何控制？為什么？不論抽氣還是漏入空氣都應(yīng)該盡可能地慢，防止氣壓變化過大在管中變化過于明顯，導(dǎo)致出現(xiàn)倒灌或者爆沸的現(xiàn)象U形管?8、實(shí)驗(yàn)時(shí)大燒杯中的水為什么一定要淹沒等壓計(jì)的保證整個(gè)體系處于同一恒溫狀態(tài)，使得U形管左右兩邊溫度相等，才能用外壓等效處理為U形管內(nèi)飽和蒸汽壓強(qiáng)。雷諾校正：消除體系與環(huán)境間存在熱交換造成的對(duì)體系溫度變化的影響。五、數(shù)據(jù)記錄1.室溫、樣品質(zhì)量和剩余燃燒絲質(zhì)量室溫：25.50 C 大氣壓：101.200Kpa物質(zhì)點(diǎn)火絲/g點(diǎn)火絲+樣品/g樣品/g總剩余/g剩余點(diǎn)火絲/g苯甲酸（1）0.01160.65420.64260.00770.0077

12、萘0.01120.70590.69470.00530.0053苯甲酸0.01230.51670.50440.00360.00362、熱計(jì)常數(shù)C計(jì)算由圖得：苯甲酸 T=1.083533 C 苯甲酸（2） T=0.7907 C苯甲酸恒容摩爾燃燒熱為 -3226.9kj/mol n=7-15/2=-0.5mol由 Qv=Qp-A nRT = Qv=-3.2256*10A3kJ/mol-nQv,m - Q絲絲再由-nQv,m - m 點(diǎn) Q點(diǎn)=C A T = CAT分別代入苯甲酸（1）及苯甲酸的A t解出C求出平均值C1=15.68394845 C2=16.89593527 C= 16.2899418

13、6 kJ/ C3、 萘的恒容燃燒熱 Qv,m及恒壓燃燒熱 Qp,m計(jì)算同理由-nQv,m - m 點(diǎn) Q點(diǎn)=C A T = Qv,m = -（ C A T - m 點(diǎn) Q點(diǎn)）/n解得 Qv = -5190.669045 KJ/mol由 Qp = Qv + A nRTQp =-5195.644641 KJ/mol文獻(xiàn)值 Qp = -5153.8 KJ/mol故相對(duì)誤差為：0.812%七、分析與討論1、本次實(shí)驗(yàn)中，氧彈卡計(jì)絕熱性能一般，經(jīng)過雷諾校正后校正值與測(cè)量值有較大差別。而雷諾校正使用的方法為圖解法，很大部分的數(shù)值通過觀察所得，因此即使保證較為準(zhǔn)確的情況下依然存在較大誤差。此為儀器造成的誤差以

14、及校正方法上的誤差，難以消除。2、在實(shí)驗(yàn)過程中，尤其在進(jìn)行苯甲酸的壓片過程，由于苯甲酸晶體結(jié)構(gòu)較為難以壓實(shí)，有相當(dāng)部分脫落，導(dǎo)致稱量實(shí)際樣品質(zhì)量相對(duì)不足。 尤其第三組數(shù)據(jù)中，由于苯甲酸的量過少, 反應(yīng)中溫度升高較少， 導(dǎo)致進(jìn)行水的熱計(jì)常數(shù) C測(cè)量誤差較大，也是本次實(shí)驗(yàn)誤差較大的一 個(gè)主要原因之一。在舍棄第三組數(shù)據(jù)后，熱計(jì)常數(shù)誤差相對(duì)變小， 但仍然較大，出于實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，故保留第三組數(shù)據(jù)。3、本次實(shí)驗(yàn)測(cè)得恒壓摩爾燃燒熱(即反應(yīng)焓)的數(shù)據(jù)偏高，主要因?yàn)闇y(cè)量前面提及的水的 熱計(jì)常數(shù)偏大(原因已在前面分析)，導(dǎo)致最終結(jié)果偏高。4、其它實(shí)驗(yàn)因素，如點(diǎn)火絲部分氧化、充氣放氣不充分等原因?qū)е氯紵怀浞?，氧?/p>

15、卡計(jì)密封性不足(在密閉之后浸泡入水中有漏氣現(xiàn)象)，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果中出現(xiàn)誤差，由于原因過多且復(fù)雜，因此不逐一分析。八、思考題1什么是燃燒熱？它在化學(xué)計(jì)算中有何應(yīng)用？在101 kPa時(shí)，1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì) 的燃燒熱.單位為kJ/mol。反應(yīng)熱中 H為負(fù)，則為放熱反應(yīng)；為正，則為吸熱反應(yīng)，燃燒 熱為反應(yīng)熱的一種，其厶H為負(fù)值含相同碳原子數(shù)的烷烴異構(gòu)體中，直鏈烷烴的燃燒熱最大，支鏈越多燃燒熱越小。2、什么是卡計(jì)和水的熱當(dāng)量？如何測(cè)得？卡計(jì)和水當(dāng)量就是量熱儀內(nèi)筒水溫每升高一度所吸收的熱量。單位是：焦耳/度 測(cè)法:用已知燃燒焓的物質(zhì)，放在量熱計(jì)中燃燒，測(cè)量其始

16、、末溫度，經(jīng)雷諾校正后，按下式：-nQv,m - m 點(diǎn)Q點(diǎn)=C T即可求出。3、測(cè)量燃燒熱兩個(gè)關(guān)鍵要求是什么？如何保證達(dá)到這兩個(gè)要求？實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵：點(diǎn)火成功、試樣完全燃燒是實(shí)驗(yàn)成敗關(guān)鍵， 可以考慮以下幾項(xiàng)技術(shù)措施：(1) 試樣應(yīng)進(jìn)行磨細(xì)、烘干、干燥器恒重等前處理，潮濕樣品不易燃燒且有誤差。壓片緊實(shí)度：一般硬到表面有較細(xì)密的光潔度，棱角無粗粒。(2) 點(diǎn)火絲與電極接觸電阻要盡可能小，注意電極松動(dòng)和鐵絲碰杯短路問題。(3) 充足氧(1-1.5MPa)并保證氧彈不漏氧，保證充分燃燒。(4) 注意點(diǎn)火前才將二電極插上氧彈再按點(diǎn)火鈕，否則因儀器未設(shè)互鎖功能，極易發(fā)生(按攪拌鈕或置0時(shí))誤點(diǎn)火，樣品先已燃燒

17、的事故。4、 實(shí)驗(yàn)測(cè)量到的溫度差值為何要雷諾作圖法校正，還有哪些誤差來源會(huì)影響測(cè)量的結(jié)果？實(shí)際上，熱量計(jì)與周圍環(huán)境的熱交換無法完全避免，它對(duì)溫度測(cè)量值的影響可用雷諾溫度校正圖校正。還可能帶來誤差的可能有：(1) 實(shí)驗(yàn)過程中的系統(tǒng)誤差；(2) 可能與當(dāng)天的溫度和氣壓有關(guān)；(3) 樣品可能受潮使稱量時(shí)產(chǎn)生誤差；（4）樣品可能中 可能含有雜 質(zhì)。氯化鉀（3）m=4.1791gt=22.80 C校正后AEqurtwnv= *+ b%回神EA-hekIu J 孰帚！ 宜w?r0 QQ44-S白希 R-Sqwir#a QM23Starxiiid Enc=ij&eesx-O.CEQ5EquMkiriM=h-

18、KNoW*ah1naRtfiduJl SJTi al 5quji4S7736&4卅 iOferitHSM- R-QUJTAoeeeoe空鍋 dJM EiilBnit：ptZ1JB1177OOZEOOO&S0.001*1 T=1.2079 C 硝酸鉀m=5.6662g t=22.20 C校正后 T=2.3020 C六、數(shù)據(jù)記錄1#2#3#4#0.6020.3880.2140.1620.6060.3960.2110.1580.6040.3940.210.1620.6040.3930.2120.161六、數(shù)據(jù)處理與討論條件：恒溫27.1 C 氫離子濃度0.15mol/L總離子強(qiáng)度1=0.7 波長(zhǎng)入=

19、450nm項(xiàng)目1#2#3#4#消光度E1 （平均）0.6040.3926666670.2116666670.160666667Ei/E110.6501103750.3504415010.266004415FeCNS 1,e0.00020.0001300227.00883E-055.32009E-05Fe3+0.04980.0098699780.0029299120.001946799CNS i,e06.99779E-050.0001299120.000146799KcN/A188.2521094184.1377069186.1548076Kc平均值N/A186.1815413相對(duì)誤差N/A0.

20、011121232-0.010977643 -0.000143589通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在不同濃度的溶液下，F(xiàn)e3+與CNS在水溶液中生FeCNS+ 反應(yīng)的平衡常數(shù)基本維持于186附近，相對(duì)誤差非常少，處于可以接受范圍內(nèi)。 與參考文獻(xiàn)數(shù)值K=1.9953 （lgK1=2.3北師大無機(jī)化學(xué)4版附錄）接近，總體符 合實(shí)驗(yàn)要求。七、提問與思考1、當(dāng)Fe3+與CNS濃度較大時(shí)，將不再能夠用公式FeCNS+i,e=Ei/EiCNS計(jì) 算FeCNS+反應(yīng)的平衡常數(shù)，因?yàn)楫?dāng)CNS濃度較大時(shí)，則FeCNS+飪工CNS 則日工KCNSJ，因此該等式將不再成立。2、經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果，平衡常數(shù)與反應(yīng)各個(gè)時(shí)候的濃度均無關(guān)系。

21、3、由于Fe3+離子在水溶液中，存在水解平衡，所以 Fe3+離子與SCN離子的實(shí) 際反應(yīng)很復(fù)雜，其機(jī)理為：F占 十 SCX 占1 FeSCN-+Ft? 4*FeOlF+ 斗 FT（快）Fe（OH）34 * SCN虧厶 FeOHSCN*F59CN*AFe5CN +H20（快疋-1+ 汁 =Kt由上式可見，平衡常數(shù)受氫離子的影響。因此，實(shí)驗(yàn)只能在同一pH值下進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)為離子平衡反應(yīng)，離子強(qiáng)度必然對(duì)平衡常數(shù)有很大影響。 所以，在各被測(cè) 溶液中離子強(qiáng)度應(yīng)保持一致。4、為了消除除了測(cè)量物質(zhì)外溶劑中有其它吸光物質(zhì)對(duì)該波長(zhǎng)的光有吸收而造成 誤差，因此必須使用除被測(cè)物質(zhì)外其它組分完全一致的溶液作為空白對(duì)比液，

22、在722型分光光度計(jì)中進(jìn)行調(diào)100設(shè)置，確保抵消誤差。【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?測(cè)定環(huán)己烷的凝固點(diǎn)降低值，計(jì)算萘的分子量。 掌握溶液凝固點(diǎn)的測(cè)定技術(shù)。用方法，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的作圖處 技能要求：掌握冰點(diǎn)降低測(cè)定管、數(shù)字溫差儀的使 理方法。【實(shí)驗(yàn)原理】1、凝固點(diǎn)降低法測(cè)分子量的原理化合物的分子量是一個(gè)重要的物理化學(xué)參數(shù)。用凝固點(diǎn)降低法測(cè)定物質(zhì)的分子量是一種簡(jiǎn)單而又比較準(zhǔn)確的方法。 稀溶液有依數(shù)性，凝固點(diǎn)降低是依數(shù)性的一種表現(xiàn)。稀溶液的凝Tf固點(diǎn)降低(對(duì)析出物是純?nèi)軇┑捏w系)與溶液中物質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)的關(guān)系式為：TfKfmi*式中，Tf*為純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)，Tf為溶液的凝固點(diǎn)，rB為溶液中溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度, Kf為溶劑

23、的質(zhì)量摩爾凝固點(diǎn)降低常數(shù)，它的數(shù)值僅與溶劑的性質(zhì)有關(guān)。已知某溶劑的凝固點(diǎn)降低常數(shù)Kf,并測(cè)得溶液的凝固點(diǎn)降低值 T,若稱取一定量的溶質(zhì)VB(g)和溶劑WA(g)，配成稀溶液，則此溶液的質(zhì)量摩爾濃度nB為：mBB3MbWa 10 mOl/kg將式代入(1)式，則:KfWB訂fWA310 g/mol2、凝固點(diǎn)測(cè)量原理純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)是它的液相和固相共存時(shí)的平衡溫度。若將純?nèi)軇┚徛鋮s，理論上得到它的步冷曲線如圖中的 A ,但但實(shí)際的過程往往會(huì)發(fā)生過冷現(xiàn)象，液體的溫度會(huì)下降到 凝固點(diǎn)以下，待固體析出后會(huì)慢慢放出凝固熱使體系的溫度回到平衡溫度，待液體全部凝固之后，溫度逐漸下降，如圖中的B。圖中平行于橫坐

24、標(biāo)的 CD線所對(duì)應(yīng)的溫度值即為純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)Tf*。溶液的凝固點(diǎn)是該溶液的液相與純?nèi)軇┑墓滔嗥胶夤泊娴臏囟?。溶液的凝固點(diǎn)很難精確測(cè)量，當(dāng)溶液逐漸冷卻時(shí)，其步冷曲線與純?nèi)軇┎煌?，如圖中山、IV。由于有部分溶劑凝固析出， 使剩余溶液的濃度增大， 因而剩余溶液與溶劑固相的平衡溫度也在下 降，冷卻曲線不會(huì)出現(xiàn)“平階”，而是出現(xiàn)一轉(zhuǎn)折點(diǎn)，該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度即為凝固點(diǎn)（III曲線的形狀）。當(dāng)出現(xiàn)過冷時(shí)，則出現(xiàn)圖IV的形狀，此時(shí)可以將溫度回升的最高值近似的作 為溶液的凝固點(diǎn)。3、測(cè)量過程中過冷的影響在測(cè)量過程中，析出的固體越少越好，以減少溶液濃度的變化，才能準(zhǔn)確測(cè)定溶液的凝 固點(diǎn)。若過冷太甚，溶劑凝固越多，溶

25、液的濃度變化太大，就會(huì)出現(xiàn)圖中V曲線的形狀，使測(cè)量值偏低。在過程中可通過加速攪拌、控制過冷溫度，加入晶種等控制冷，同時(shí)需要按照?qǐng)D中曲線V所示的方法校正。1II1U IVV圖6-1純?nèi)苄毯推家旱牟缴扒€【實(shí)驗(yàn)步驟】1、接好傳感器,插入電源。2、 打開電源開關(guān)，溫度顯示為實(shí)時(shí)溫度，溫差顯示為以20度為基準(zhǔn)的差值（但在 10 度以下顯示的是實(shí)際溫度）。3、 鎖定基溫選擇量程：將傳感器插入水浴槽， 調(diào)節(jié)寒劑溫度低于測(cè)定溶液凝固點(diǎn)的2-3 度，此實(shí)驗(yàn)寒劑溫度為 3.5-4.5度，然后將空氣套管插入槽中，按下鎖定鍵。4、用20ml移液管準(zhǔn)確移取20ml環(huán)己烷加入凝固點(diǎn)測(cè)定試管中，橡膠塞塞緊，插入傳 感器。

26、5、將凝固點(diǎn)試管直接插入寒劑槽中，觀察溫差，直至溫度顯示穩(wěn)定不變，此時(shí)溫度就 是環(huán)己烷的初測(cè)凝固點(diǎn)。6、取出凝固點(diǎn)測(cè)定試管，用掌心加熱使環(huán)己烷熔化，再次插入寒劑槽中，緩慢攪拌，當(dāng)溫度降低到高于初測(cè)凝固點(diǎn)的0.5度時(shí)，迅速將試管取出、擦干，插入空氣套管中， 記錄溫度顯示數(shù)值。每 15秒記錄一次溫度。*攪拌速度調(diào)節(jié)：剛開始緩慢攪拌，在溫度低于初測(cè)凝固點(diǎn)時(shí)，加速攪拌，待溫度上升時(shí)，又恢復(fù)緩慢攪拌。7、重復(fù)第6步平行再做2次。8、 溶液凝固點(diǎn)測(cè)定：稱取0.15-0.20 g萘片加入凝固點(diǎn)測(cè)定試管，待完全溶解后，重 復(fù)以上6、7、8步驟。9、實(shí)驗(yàn)結(jié)束，拔掉電源插頭?！咀⒁馐马?xiàng)】1、在測(cè)量過程中，析出的固

27、體越少越好，以減少溶液濃度的變化，才能準(zhǔn)確測(cè)定溶液 的凝固點(diǎn)。若過冷太甚，溶劑凝固越多，溶液的濃度變化太大，使測(cè)量值偏低。在過程中可 通過加速攪拌、控制過冷溫度，加入晶種等控制過冷度。2、攪拌速度的控制和溫度溫差儀的粗細(xì)調(diào)的固定是做好本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，每次測(cè)定應(yīng)按要求的速度攪拌，并且測(cè)溶劑與溶液凝固點(diǎn)時(shí)攪拌條件要完全一致。溫度-溫差儀的粗細(xì)調(diào)一經(jīng)確定，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中不能再變。3、純水過冷度約 0.7 C1C（視攪拌快慢），為了減少過冷度，而加入少量晶種，每 次加入晶種大小應(yīng)盡量一致。4、冷卻溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也有很大影響，過高會(huì)導(dǎo)致冷卻太慢，過低則測(cè)不出正確的凝 固點(diǎn)。5、凝固點(diǎn)的確定較為困難。先測(cè)一

28、個(gè)近似凝固點(diǎn)，精確測(cè)量時(shí)，在接近近似凝固 點(diǎn)時(shí)，降溫速度要減慢，到凝固點(diǎn)時(shí)快速攪拌。6、千萬不要過冷，若過冷太甚，凝固的溶劑過多，溶液的濃度變化過大，所得凝 固點(diǎn)偏低。7、溶液的冷卻曲線與純?nèi)軇┑睦鋮s曲線不同，不出現(xiàn)平臺(tái)，只出現(xiàn)拐點(diǎn)，即當(dāng)析出固相，溫度回升到平衡溫度后，不能保持一定值，因?yàn)椴糠秩軇┠毯?，剩余溶液的濃度逐漸增大，平衡溫度要逐漸下降。8、用凝固點(diǎn)降低法測(cè)相對(duì)分子質(zhì)量只適用于非揮發(fā)性溶質(zhì)且非電解質(zhì)的稀溶液。9、插入貝克曼溫度計(jì)不要碰壁與觸底?！緦?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理】實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄 大氣壓：1014.0 Hpa 溫度：25.5 C干度：27.3 C 濕度：25.0 C相對(duì)濕度：79.6 %

29、 粗測(cè)環(huán)己烷近似凝固點(diǎn)：6.547 C 稱量的萘的質(zhì)量：m=0.1925g實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 由環(huán)己烷的密度，計(jì)算所取環(huán)己烷的重量Wa。室溫t時(shí)環(huán)己烷密度計(jì)算公式為：p/gcm-3= 0.7971 0.8879 X 1（? t/C。則：室溫為25.5 C時(shí)，環(huán)己烷的密度為：pt= 0.7971 0.8879 g cm-3X 10 t = 0.7971 0.8879 X 25.& 0.7745 g cm-3 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列入表 2中表2 凝固點(diǎn)降低實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)物質(zhì)質(zhì)量/ g凝固點(diǎn)/c凝固點(diǎn)降低值/ c測(cè)量值平均值環(huán)己烷15.49 g6.5446.5752.0226.607萘0.1925 g4.5014.5

30、534.605根據(jù)式(3)，由所得數(shù)據(jù)計(jì)算萘的分子量，并計(jì)算與理論值的相對(duì)誤差。KfWB：TfWA103Kf= 20 Kkg/mol= 122.92 g/mol2.022X1549查文獻(xiàn)可得：萘的相對(duì)分子質(zhì)量為128.18相對(duì)誤差為4.1%。 根據(jù)四組數(shù)據(jù)作出的冷卻曲線圖?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)果與討論】本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)誤差為 4.1%。主要原因可能有：1、系統(tǒng)誤差：實(shí)驗(yàn)儀器的誤差：因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)需要用到的溫度是純的環(huán)己烷溶液的凝固 點(diǎn)與環(huán)己烷的萘溶液的凝固點(diǎn)的差值，如果本身儀器的讀數(shù)與環(huán)境實(shí)際溫度存在單向的偏差，而我們?cè)谧鰧?shí)驗(yàn)的時(shí)候沒有校正，就會(huì)帶來偏差，又由于計(jì)算的過程用的是兩次凝固點(diǎn)的差值，所以偏差就可以

31、相互抵消，從而沒有造成太大的影響。因此，實(shí)驗(yàn)時(shí)，可讓測(cè)定儀 的探頭與冰浴接觸，得到一個(gè)讀數(shù)，同時(shí)在冰浴槽中放入一支溫度計(jì)，對(duì)比兩者的溫度差值，就可以得到該儀器的溫度偏差讀數(shù)，最后在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，就可以對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正， 以確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)性。2、隨機(jī)誤差：本實(shí)驗(yàn)測(cè)量的成敗關(guān)鍵是控制過冷程度和攪拌速度。理論上，在恒壓條件下純?nèi)軇w系只要兩相平衡共存就可達(dá)到平衡溫度。但實(shí)際上只有固相充分分散到液相中，也就是固液兩相的接觸面相當(dāng)大時(shí)，平衡才能達(dá)到。如凝固點(diǎn)管置于空氣套管中，溫度不斷降低達(dá)到凝 固點(diǎn)后，由于固相是逐漸析出的， 此時(shí)若凝固熱放出速度小于冷卻所吸收的熱量，則體系溫度將不斷降低，產(chǎn)生過

32、冷現(xiàn)象。這時(shí)應(yīng)控制過冷程度，采取突然攪拌的方式，使驟然析出的 大量微小結(jié)晶得以保證兩相的充分接觸，從而測(cè)得固液兩相共存的平衡溫度。為判斷過冷程度，本實(shí)驗(yàn)先測(cè)近似凝固點(diǎn)； 為使過冷狀況下大量微晶析出，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)規(guī)定一定的攪拌方式。對(duì)于兩組分的溶液體系，由于凝固的溶劑量多少會(huì)直接影響溶液的濃度，因此控制過冷程度和確定攪拌速度就更為重要。本實(shí)驗(yàn)由于儀器固定了攪拌速度，對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可能產(chǎn)生一定誤差；冰槽的很難控制在理想的溫度。過高會(huì)導(dǎo)致冷卻太慢，過低則測(cè)不出正確的凝固點(diǎn)， 導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)也產(chǎn)生誤差。【實(shí)驗(yàn)評(píng)注與拓展】（1 ）本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵點(diǎn)：1、攪拌速率。2、 冰水浴寒劑溫度控制，測(cè)環(huán)己烷控制在4.5-3.5度左右，要攪拌，溫度均勻；測(cè)環(huán)己烷+萘，寒劑控制在2.5-1.5度左右，攪拌均勻。3、 精測(cè)的開始溫度控制在粗測(cè)凝固點(diǎn)以上的0.5度左右。如7.1度，5.0度開始。4、 每15秒測(cè)定一次溫度數(shù)據(jù)，大概測(cè)定時(shí)間在10分鐘以內(nèi)。5、每個(gè)凝固點(diǎn)測(cè)定3次，共6次，凝固點(diǎn)求平均