凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量的思考題及答案

1、第一部分：思考題實驗七十三凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量1、簡述凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量的基本原理2、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，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，對摩爾質(zhì)量的測定值各有什么影響？3、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，根據(jù)什么原則考慮加入溶質(zhì)的量，太多太少影響如何？4、凝固點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、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么會產(chǎn)生過冷現(xiàn)象？過冷太甚對結(jié)果有何影響？如何控制過冷程度？6、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為了提高實驗的準(zhǔn)確度，是否可用增加溶液濃度的辦法來增加 T值？為什么？7、什么是稀溶液依數(shù)性質(zhì)？稀溶液

2、依數(shù)性質(zhì)和哪些因素有關(guān)？8、測定溶液凝固點時若過冷程度太大對結(jié)果有何影響？兩相共存時溶液系統(tǒng)和純?nèi)軇┫到y(tǒng)的自由度各為多少？9、什么叫凝固點？凝固點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、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么要使用空氣夾套？過冷太甚有何弊病？11、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，實驗測量成敗的關(guān)鍵是什么？12、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，加入萘的時候，不小心將萘附著在內(nèi)管壁上，對實驗結(jié)果有何影響？13、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么要先測近似凝固點？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，測定的結(jié)果有何意義？15、在凝固點降

3、低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，測定環(huán)已烷和萘丸質(zhì)量時，精密度要求是否相同？為什么？16、用凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量在選擇溶劑時應(yīng)考慮哪些因素？17 、為什么純?nèi)軇┖拖∪芤旱牡哪糖€不同？18、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，寒劑溫度的溫度應(yīng)控制在什么范圍？為什么？19、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么實驗所用的內(nèi)套管必須潔凈、干燥？20、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，攪拌速度的控制是做好本實驗的關(guān)鍵，在實驗過程中怎樣控制攪拌速度？1第二部分：參考答案實驗七十三凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量1、簡述凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量的基本原理答：化合物的分子量是一個重要的物理化學(xué)參數(shù)。非揮發(fā)性溶質(zhì)溶解

4、在溶劑中后，其稀溶液的蒸氣壓下降、沸點升高、冰點降低、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。凝固點降低是依數(shù)性的一種表現(xiàn)。用凝固點降低法測定物質(zhì)的分子量是一種簡單而又比較準(zhǔn)確的方法。稀溶液有依數(shù)性，稀溶液的凝固點降低（對析出物是純?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：T Tf*TfK f mB ，式中 Tf*為純?nèi)軇┑哪厅c，Tf 為溶液的凝固點， mB 為溶液中溶質(zhì) B 的質(zhì)量摩爾濃度，K f 為溶劑的質(zhì)量摩爾凝固點降低常數(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降低常數(shù)Kf 并測得溶液的凝固點降低值T，若稱取一定量的溶質(zhì) W

5、B(g) 和溶劑 W(g) ，配成稀溶液，則此溶液的質(zhì)量摩爾濃度m 為 :ABmB=1000WB/MBWA,式中， MB 為溶質(zhì)的分子量。代入上式，則:MB= 1000K f W / W(g/mol)Bf A因此，只要取得一定量的溶質(zhì)（ WB）和溶劑（ WA）配成一稀溶液，分別測純?nèi)軇┖拖∪芤旱哪厅c，求得 Tf，再查得溶劑得凝固點降低常數(shù)，代入上式即可求得溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。2、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，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，對摩爾質(zhì)量的測定值各有什么影響？答：用凝固點降低法測分子質(zhì)量靠的是依數(shù)性，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

6、的數(shù)目。如果發(fā)生締合或解離，自然是導(dǎo)致所測得的粒子所并不等同于分子數(shù)，那測出來的相對分子質(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，于是測得的分子量比實際的要大。3、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，根據(jù)什么原則考慮加入溶質(zhì)的量，太多太少影響如何？答：根據(jù)溶液凝固點的下降值考慮加入溶質(zhì)的量，加入的溶質(zhì)的量約使溶液的凝固點降低 0.5 左右。加入太多，因為濃度大了，就不是稀溶液，就不滿足依數(shù)性了。加入太少，會使溶液的凝固點降低不明顯，測量誤差會增大。23各為多少？答：過冷程度太低，則凝固熱抵償不了散熱，此時溫度不能回升到凝固點，在低于

7、凝固點時完全凝固，就得不到正確的凝固點。對于溶液而言，過冷太甚還會導(dǎo)致溶劑大量析出， mB 變大， Tf 變小，顯然回升的最高溫度不是原濃度溶液的凝固點，引起測量誤差。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？凝固點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是固體與液體成平衡的溫度，溶液的凝固點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。凝固點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、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么要使用空氣夾套？過冷太甚有何弊??？答：為了防止過冷太甚；過冷程度太低，則

8、凝固熱抵償不了散熱，此時溫度不能回升到凝固點，在低于凝固點時完全凝固，就得不到正確的凝固點。11、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，實驗測量成敗的關(guān)鍵是什么？答：實驗測量成敗的關(guān)鍵是：控制過冷程度和攪拌速率。控制過冷程度的方法：調(diào)節(jié)寒劑的溫度以不低于所測溶液凝固點 3為宜；為了判斷過冷程度，本實驗先測近似凝固點；當(dāng)溶液溫度降至高于近似凝固點的 0.5時，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。本實驗規(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，并觀察溫度計溫度，當(dāng)環(huán)己烷液的溫度降至高于近似凝固點的0.5時，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

9、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0.2-0.3時應(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，溫度開始回升，立即改為緩慢攪拌，一直到溫度達(dá)到最高點，此時記下的溫度即為純?nèi)軇┑木_凝固點。每次測定應(yīng)按要求的速率攪拌，并且測溶劑與溶液凝固點的時候攪拌條件要完全一致。12、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，加入萘的時候，不小心將萘附著在內(nèi)管壁上，對實驗結(jié)果有何影響？答：若不小心將萘附著在內(nèi)管壁上，則溶液中的溶質(zhì)含量將減少，導(dǎo)致所測溫差偏小，溶質(zhì)摩爾質(zhì)量偏大。413、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么要先測近似凝固點？答：先測近似凝固點，可防止過冷太甚

10、。過冷程度太低，則凝固熱抵償不了散熱，此時溫度不能回升到凝固點，在低于凝固點時完全凝固，就得不到正確的凝固點。先測近似凝固點，可準(zhǔn)確判斷過冷程度，減小凝固點測量誤差，使誤差范圍小于0.006 以內(nèi)，保證測定值得準(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，測定的結(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，可根據(jù)溶質(zhì)在溶液中的表觀摩爾質(zhì)量與真實摩爾質(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、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，測定環(huán)已烷和萘丸質(zhì)量時，精密度要求是否相同？為什么？答：不同，因為在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，環(huán)

11、已烷的用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于萘丸，如果要達(dá)到相同的相對誤差，測定環(huán)已烷質(zhì)量的精密度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的小于萘丸。因此在測定環(huán)已烷的質(zhì)量時，使用移液管量取體積再乘以密度；在測定萘丸質(zhì)量時，精密度要求高，因此用電子天平測量。16、用凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量在選擇溶劑時應(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溫度不宜太高或太低，應(yīng)很容易達(dá)到。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時的條件自由度為零，在冷卻曲線上可得到溫度不變的水平線段。而溶液在凝固點時的條件自由度為1，其凝固點隨溶液濃度的改變而改變

12、，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，曲線中的低下部分表示發(fā)生了過冷現(xiàn)象，即溶劑冷至凝固點以下仍無固相析出，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以下才能析出固體，隨后溫度再上升到凝固點。溶液的冷卻情況與此不同，當(dāng)溶液冷卻到凝固點時，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，在測定濃度一定的溶液的凝固點時，析出的固體越少，測得的凝固點才越準(zhǔn)確。同時過冷程度應(yīng)盡量5減小，一般可采用在開始結(jié)晶時，加入少量溶劑的

13、微小晶體作為晶種的方法，以促使晶體生成，溶液的凝固點應(yīng)從冷卻曲線上待溫度回升后外推而得。18、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，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溶液凝固點 3為宜，實驗時寒劑應(yīng)經(jīng)常攪拌并間斷地補(bǔ)充少量碎冰，使寒劑溫度基本保持不變。寒劑溫度對控制過冷程度影響很大，從而影響實驗結(jié)果，寒劑溫度的溫度過高會導(dǎo)致冷卻太慢，過低則測不出正確的凝固點。19、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么實驗所用的內(nèi)套管必須潔凈、干燥？答：因為的內(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，那么測得的就不是純?nèi)軇┑哪厅c，而是參有雜質(zhì)的溶液的凝固點，會導(dǎo)致測得的凝固點不準(zhǔn)確。20、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，攪拌速度的控制是做好本實驗的關(guān)鍵，在實驗過程中怎樣控制攪拌速度？答：本實驗規(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