凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量的思考題及答案

1、第一局部：思考題實(shí)驗(yàn)七十三 凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量1、簡述凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量的根本原理2、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)溶質(zhì)在溶液中有離解，締合和生成絡(luò)合物的情況下，對(duì)摩爾質(zhì)量的測(cè)定值各有什么影響？3、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)什么原那么考慮參加溶質(zhì)的量，太多太少影響如何？4、凝固點(diǎn)降低的公式在什么條件下才適用？它能否用于電解質(zhì)溶液？5、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，為什么會(huì)產(chǎn)生過冷現(xiàn)象？過冷太甚對(duì)結(jié)果有何影響？如何控制過冷程度？6、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，為了提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，是否可用增加溶液濃度的方法來增加T值？為什么？7、什么是稀溶液依數(shù)性質(zhì)？稀溶

2、液依數(shù)性質(zhì)和哪些因素有關(guān)？8、測(cè)定溶液凝固點(diǎn)時(shí)假設(shè)過冷程度太大對(duì)結(jié)果有何影響？兩相共存時(shí)溶液系統(tǒng)和純?nèi)軇┫到y(tǒng)的自由度各為多少？9、什么叫凝固點(diǎn)？凝固點(diǎn)降低的公式在什么條件下才適用？它能否用于電解質(zhì)溶液？10、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，為什么要使用空氣夾套？過冷太甚有何弊??？11、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)測(cè)量成敗的關(guān)鍵是什么？12、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，參加萘的時(shí)候，不小心將萘附著在內(nèi)管壁上，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？13、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，為什么要先測(cè)近似凝固點(diǎn)？14、當(dāng)溶質(zhì)在溶液中有解離、締合、溶劑化和形成配合物時(shí)，測(cè)定的結(jié)果有何意義？15、在凝固

3、點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，測(cè)定環(huán)已烷和萘丸質(zhì)量時(shí)，精密度要求是否相同？為什么？16、用凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量在選擇溶劑時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？17、為什么純?nèi)軇┖拖∪芤旱牡哪糖€不同？18、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，寒劑溫度的溫度應(yīng)控制在什么范圍？為什么？19、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，為什么實(shí)驗(yàn)所用的內(nèi)套管必須潔凈、枯燥？20、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，攪拌速度的控制是做好本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，在實(shí)驗(yàn)過程中怎樣控制攪拌速度？第二局部：參考答案實(shí)驗(yàn)七十三 凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量1、簡述凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量的根本原理答：化合物的分子量是一個(gè)重要的物理化學(xué)參數(shù)。非揮發(fā)性溶質(zhì)溶

4、解在溶劑中后，其稀溶液的蒸氣壓下降、沸點(diǎn)升高、冰點(diǎn)降低、滲透壓等值只與溶質(zhì)的分子數(shù)有關(guān)而與溶質(zhì)的種類無關(guān)，這四種性質(zhì)稱為稀溶液的依數(shù)性。凝固點(diǎn)降低是依數(shù)性的一種表現(xiàn)。用凝固點(diǎn)降低法測(cè)定物質(zhì)的分子量是一種簡單而又比擬準(zhǔn)確的方法。稀溶液有依數(shù)性，稀溶液的凝固點(diǎn)降低對(duì)析出物是純?nèi)軇┑捏w系與溶液中溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度的關(guān)系為：，式中Tf*為純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)，Tf 為溶液的凝固點(diǎn)，mB 為溶液中溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度，為溶劑的質(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)。 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，假設(shè)稱取一定量的溶質(zhì)WB(g)和溶劑WA(g)，配成稀溶液，那么此溶液的質(zhì)量

5、摩爾濃度mB為: mB=1000WB/MBWA,式中，MB為溶質(zhì)的分子量。代入上式，那么:      MB = 1000KfWB /fWA(g/mol)        因此，只要取得一定量的溶質(zhì)WB和溶劑WA配成一稀溶液，分別測(cè)純?nèi)軇┖拖∪芤旱哪厅c(diǎn)，求得Tf，再查得溶劑得凝固點(diǎn)降低常數(shù)，代入上式即可求得溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。2、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)溶質(zhì)在溶液中有離解，締合和生成絡(luò)合物的情況下，對(duì)摩爾質(zhì)量的測(cè)定值各有什么影響？答：用凝固點(diǎn)降低法測(cè)分子質(zhì)量靠的是依數(shù)性

6、，即依靠溶質(zhì)在溶液中粒子的數(shù)目。注意，依靠的是粒子的數(shù)目而不是分子的數(shù)目。如果發(fā)生締合或解離，自然是導(dǎo)致所測(cè)得的粒子所并不等同于分子數(shù)，那測(cè)出來的相對(duì)分子質(zhì)量自然有偏差。解離使粒子數(shù)增多，表觀上是分子數(shù)增加，于是測(cè)得的分子量變小。締合和生成絡(luò)合物使粒子數(shù)減少，于是測(cè)得的分子量比實(shí)際的要大。3、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)什么原那么考慮參加溶質(zhì)的量，太多太少影響如何？答：根據(jù)溶液凝固點(diǎn)的下降值考慮參加溶質(zhì)的量，參加的溶質(zhì)的量約使溶液的凝固點(diǎn)降低0.5左右。參加太多，因?yàn)闈舛却罅?，就不是稀溶液，就不滿足依數(shù)性了。參加太少，會(huì)使溶液的凝固點(diǎn)降低不明顯，測(cè)量誤差會(huì)增大。4、凝固點(diǎn)降低的公式在

7、什么條件下才適用？它能否用于電解質(zhì)溶液？答：凝固點(diǎn)降低公式適用于難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液和強(qiáng)電解質(zhì)稀溶液。其次溶劑凝固點(diǎn)不應(yīng)太高或太低，應(yīng)在常溫下易到達(dá)。如：水、苯、環(huán)己烷等。當(dāng)溶質(zhì)在溶液里有解離、締合、溶劑化或形成配合物等情況時(shí)，會(huì)使測(cè)出來的相對(duì)分子質(zhì)量，所以在電解溶液中不適用上式計(jì)算。5、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，為什么會(huì)產(chǎn)生過冷現(xiàn)象？過冷太甚對(duì)結(jié)果有何影響？如何控制過冷程度？答：過冷現(xiàn)象是由于溶解在溶液中的溶質(zhì)在溫度降到凝固點(diǎn)以后，沒有晶體析出而到達(dá)過飽和狀態(tài)的現(xiàn)象，原因一般是由于寒劑溫度過低，降溫過快或溶液中較干凈，沒有雜質(zhì)晶核。在冷卻過程中，如稍有過冷現(xiàn)象是符合要求的，但過冷太厲

8、害或寒劑溫度過低，那么凝固熱抵償不了散熱，此時(shí)溫度不能上升到凝固點(diǎn)，在溫度低于凝固點(diǎn)時(shí)完全凝固，就得不到正確的凝固點(diǎn)。因此，實(shí)驗(yàn)操作中必須注意掌握體系的過冷程度。對(duì)于溶液而言，過冷太甚還會(huì)導(dǎo)致溶劑大量析出，mB變大，Tf變小，顯然上升的最高溫度不是原濃度溶液的凝固點(diǎn)，引起測(cè)量誤差?？刂七^冷程度的方法：調(diào)節(jié)寒劑的溫度以不低于所測(cè)溶液凝固點(diǎn)3為宜；為了判斷過冷程度，本實(shí)驗(yàn)先測(cè)近似凝固點(diǎn)；當(dāng)溶液溫度降至高于近似凝固點(diǎn)的0.5時(shí)，迅速取出冷凍管，擦去水后插入空氣套管中，以防止過冷太甚。6、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，為了提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，是否可用增加溶液濃度的方法來增加T值？為什么？答：不可以，

9、原因是只有稀溶液才具有稀溶液的依數(shù)性，溶劑的凝固點(diǎn)降低值與溶劑的粒子數(shù)成正比。才滿足：7、什么是稀溶液依數(shù)性質(zhì)？稀溶液依數(shù)性質(zhì)和哪些因素有關(guān)？答：非揮發(fā)性溶質(zhì)溶解在溶劑中后，其稀溶液的蒸氣壓下降、沸點(diǎn)升高、冰點(diǎn)降低、滲透壓等值只與溶質(zhì)的分子數(shù)有關(guān)而與溶質(zhì)的種類無關(guān)，這四種性質(zhì)稱為稀溶液的依數(shù)性。稀溶液依數(shù)性質(zhì)與以下因素有關(guān)：只取決于溶劑的種類、數(shù)量和溶質(zhì)粒子的數(shù)目。8、測(cè)定溶液凝固點(diǎn)時(shí)假設(shè)過冷程度太大對(duì)結(jié)果有何影響？兩相共存時(shí)溶液系統(tǒng)和純?nèi)軇┫到y(tǒng)的自由度各為多少？答：過冷程度太低，那么凝固熱抵償不了散熱，此時(shí)溫度不能上升到凝固點(diǎn)，在低于凝固點(diǎn)時(shí)完全凝固，就得不到正確的凝固點(diǎn)。對(duì)于溶液而言，過冷

10、太甚還會(huì)導(dǎo)致溶劑大量析出，mB變大，Tf變小，顯然上升的最高溫度不是原濃度溶液的凝固點(diǎn)，引起測(cè)量誤差。溶劑系統(tǒng)的自由度為1，溶液系統(tǒng)的自由度為2。9、什么叫凝固點(diǎn)？凝固點(diǎn)降低的公式在什么條件下才適用？它能否用于電解質(zhì)溶液？答：純?nèi)軇┠厅c(diǎn)是固體與液體成平衡的溫度，溶液的凝固點(diǎn)是固體溶劑與溶液成平衡的溫度。不同晶體具有不同的凝固點(diǎn)。凝固點(diǎn)降低的公式適用于于難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液和強(qiáng)電解質(zhì)稀溶液。其他電解質(zhì)溶液不能用。10、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，為什么要使用空氣夾套？過冷太甚有何弊病？答：為了防止過冷太甚；過冷程度太低，那么凝固熱抵償不了散熱，此時(shí)溫度不能上升到凝固點(diǎn)，在低于凝固點(diǎn)時(shí)完全

11、凝固，就得不到正確的凝固點(diǎn)。11、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)測(cè)量成敗的關(guān)鍵是什么？答：實(shí)驗(yàn)測(cè)量成敗的關(guān)鍵是：控制過冷程度和攪拌速率?？刂七^冷程度的方法：調(diào)節(jié)寒劑的溫度以不低于所測(cè)溶液凝固點(diǎn)3為宜；為了判斷過冷程度，本實(shí)驗(yàn)先測(cè)近似凝固點(diǎn)；當(dāng)溶液溫度降至高于近似凝固點(diǎn)的0.5時(shí)，迅速取出冷凍管，擦去水后插入空氣套管中，以防止過冷太甚。本實(shí)驗(yàn)規(guī)定了攪拌方式：將冷凍管插入冰水浴中，緩慢攪拌，使之逐漸冷卻，并觀察溫度計(jì)溫度，當(dāng)環(huán)己烷液的溫度降至高于近似凝固點(diǎn)的0.5時(shí)，迅速取出冷凍管，擦去水后插入空氣套管中，并緩慢攪拌每秒1次，使環(huán)己烷溫度均勻地逐漸降低。當(dāng)溫度低于近似凝固點(diǎn)0.2-0.3時(shí)

12、應(yīng)急速攪拌防止過冷超過0.5，促使固體析出。當(dāng)固體析出時(shí)，溫度開始上升，立即改為緩慢攪拌，一直到溫度到達(dá)最高點(diǎn)，此時(shí)記下的溫度即為純?nèi)軇┑木_凝固點(diǎn)。每次測(cè)定應(yīng)按要求的速率攪拌，并且測(cè)溶劑與溶液凝固點(diǎn)的時(shí)候攪拌條件要完全一致。12、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，參加萘的時(shí)候，不小心將萘附著在內(nèi)管壁上，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？答：假設(shè)不小心將萘附著在內(nèi)管壁上，那么溶液中的溶質(zhì)含量將減少，導(dǎo)致所測(cè)溫差偏小，溶質(zhì)摩爾質(zhì)量偏大。13、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，為什么要先測(cè)近似凝固點(diǎn)？答：先測(cè)近似凝固點(diǎn)，可防止過冷太甚。過冷程度太低，那么凝固熱抵償不了散熱，此時(shí)溫度不能上升到凝固點(diǎn)，在低于凝固點(diǎn)

13、時(shí)完全凝固，就得不到正確的凝固點(diǎn)。先測(cè)近似凝固點(diǎn)，可準(zhǔn)確判斷過冷程度，減小凝固點(diǎn)測(cè)量誤差，使誤差范圍小于0.006以內(nèi)，保證測(cè)定值得準(zhǔn)確性。14、當(dāng)溶質(zhì)在溶液中有解離、締合、溶劑化和形成配合物時(shí)，測(cè)定的結(jié)果有何意義？答：當(dāng)溶質(zhì)在溶液中有解離、締合、溶劑化和形成配合物時(shí)，可根據(jù)溶質(zhì)在溶液中的表觀摩爾質(zhì)量與真實(shí)摩爾質(zhì)量相比，可以求出溶質(zhì)在溶液中有解離度、締合度、溶劑化程度及配位數(shù)。15、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，測(cè)定環(huán)已烷和萘丸質(zhì)量時(shí)，精密度要求是否相同？為什么？答：不同，因?yàn)樵谀厅c(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，環(huán)已烷的用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于萘丸，如果要到達(dá)相同的相對(duì)誤差，測(cè)定環(huán)已烷質(zhì)量的精密度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)

14、的小于萘丸。因此在測(cè)定環(huán)已烷的質(zhì)量時(shí)，使用移液管量取體積再乘以密度；在測(cè)定萘丸質(zhì)量時(shí)，精密度要求高，因此用電子天平測(cè)量。16、用凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量在選擇溶劑時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？答：首先溶質(zhì)能在此溶液很好的溶解，不出現(xiàn)解離，締和，溶劑化和形成配合物等現(xiàn)象，另外此溶劑的凝固點(diǎn)溫度不宜太高或太低，應(yīng)很容易到達(dá)。17、為什么純?nèi)軇┖拖∪芤旱牡哪糖€不同？答：由相率可知，在一定外壓下，純?nèi)軇┰谀厅c(diǎn)時(shí)的條件自由度為零，在冷卻曲線上可得到溫度不變的水平線段。而溶液在凝固點(diǎn)時(shí)的條件自由度為1，其凝固點(diǎn)隨溶液濃度的改變而改變，因此在冷卻曲線上得不到溫度不變的水平線段。在純?nèi)軇┑睦鋮s曲線中，曲線中的低下局

15、部表示發(fā)生了過冷現(xiàn)象，即溶劑冷至凝固點(diǎn)以下仍無固相析出，這是由于開始結(jié)晶出的微小晶粒的飽和蒸氣壓大于同溫度下普通晶體的飽和蒸氣壓，所以往往產(chǎn)生過冷現(xiàn)象，即液體的溫度要降低到凝固點(diǎn)以下才能析出固體，隨后溫度再上升到凝固點(diǎn)。溶液的冷卻情況與此不同，當(dāng)溶液冷卻到凝固點(diǎn)時(shí)，開始析出固態(tài)純?nèi)軇?，隨著溶劑的析出，溶液濃度逐漸增大，溶液的凝固點(diǎn)不斷下降，在冷卻曲線上得不到溫度不變的水平線段。因此，在測(cè)定濃度一定的溶液的凝固點(diǎn)時(shí)，析出的固體越少，測(cè)得的凝固點(diǎn)才越準(zhǔn)確。同時(shí)過冷程度應(yīng)盡量減小，一般可采用在開始結(jié)晶時(shí)，參加少量溶劑的微小晶體作為晶種的方法，以促使晶體生成，溶液的凝固點(diǎn)應(yīng)從冷卻曲線上待溫度上升后外推

16、而得。 18、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，寒劑溫度的溫度應(yīng)控制在什么范圍？為什么？答：寒劑的溫度以不低于所測(cè)溶液凝固點(diǎn)3為宜，實(shí)驗(yàn)時(shí)寒劑應(yīng)經(jīng)常攪拌并間斷地補(bǔ)充少量碎冰，使寒劑溫度根本保持不變。寒劑溫度對(duì)控制過冷程度影響很大，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寒劑溫度的溫度過高會(huì)導(dǎo)致冷卻太慢，過低那么測(cè)不出正確的凝固點(diǎn)。19、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，為什么實(shí)驗(yàn)所用的內(nèi)套管必須潔凈、枯燥？答：因?yàn)榈膬?nèi)套管是用來裝純?nèi)軇┉h(huán)己烷的，如果內(nèi)套管不是潔凈干凈的，那么測(cè)得的就不是純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)，而是參有雜質(zhì)的溶液的凝固點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的凝固點(diǎn)不準(zhǔn)確。20、在凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，攪拌速度的控制是做好本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，在實(shí)驗(yàn)過程中怎樣控制