凝固點(diǎn)降低法測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量

1、凝固點(diǎn)降低法測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量第1頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)59分，星期一實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆沼媚厅c(diǎn)降低法測(cè)定萘的分子量的原理和方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解稀溶液依數(shù)性的理論。學(xué)會(huì)正確使用數(shù)字貝克曼溫度計(jì)。 第2頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)59分，星期一實(shí)驗(yàn)原理稀溶液的依數(shù)性凝固點(diǎn)降低原理實(shí)驗(yàn)測(cè)量原理第3頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)59分，星期一稀溶液的依數(shù)性一、溶液的蒸氣壓下降p = poxB poMAbB = KbB二、溶液的沸點(diǎn)升高Tb = kbbB三、溶液的凝固點(diǎn)降低Tf = kfbB四、溶液的滲透壓力 = cBRT 第4頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月2

2、0日，8點(diǎn)59分，星期一利用溶液的沸點(diǎn)升高和凝固點(diǎn)降低都可以測(cè)定溶質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量，但通常都用凝固點(diǎn)降低法。原因：Kf KbTb Tf第5頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)59分，星期一凝固點(diǎn)降低原理 含非揮發(fā)性溶質(zhì)的二組分稀溶液（當(dāng)溶劑與溶質(zhì)不生成固溶體時(shí)）的凝固點(diǎn)將低于純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)。這是稀溶液的依數(shù)性質(zhì)之一，當(dāng)指定了溶劑的種類(lèi)和數(shù)量后，凝固點(diǎn)降低值取決于所含溶質(zhì)分子的數(shù)目，即溶劑的凝固點(diǎn)降低值與溶液的濃度成正比。第6頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)59分，星期一 這就是稀溶液的凝固點(diǎn)降低公式。 式中：T0為溶劑的凝固點(diǎn)；T為溶液的凝固點(diǎn)；Kf為質(zhì)量摩爾凝固點(diǎn)降低常數(shù)，簡(jiǎn)

3、稱為凝固點(diǎn)降低常數(shù)；m 為溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度。因?yàn)樗裕?）式可改為式中：M為溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量（單位為gmol-1）；g和W分別表示溶質(zhì)和溶劑的質(zhì)量（單位為g） 第7頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)59分，星期一如已知溶劑的凝固點(diǎn)值，則可通過(guò)實(shí)驗(yàn)求出T值，利用（2）式求溶質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量。需要注意，如溶質(zhì)在溶液中發(fā)生解離或締合等情況，則不能簡(jiǎn)單地應(yīng)用公式（2）加以計(jì)算。濃度稍高時(shí)，已不是稀溶液，致使測(cè)得的相對(duì)分子質(zhì)量隨濃度的不同而變化。為了獲得比較準(zhǔn)確的分子量數(shù)據(jù)，常用外推法，即以（2）式中所求得的相對(duì)分子質(zhì)量為縱坐標(biāo)，以溶液濃度為橫坐標(biāo)作圖，外推至濃度為零而求得較準(zhǔn)確的相對(duì)分子質(zhì)量數(shù)

4、值。實(shí)驗(yàn)測(cè)量原理第8頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)59分，星期一凝固點(diǎn)是指在一定壓力下，固液兩相平衡共存的溫度。 理論上，在恒壓下對(duì)單組分體系只要兩相平衡共存就可達(dá)到這個(gè)溫度。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。例如將冷凍管放到冰浴后溫度不斷下降，達(dá)到凝固點(diǎn)后，由于固相是逐漸析出的，當(dāng)凝固熱放出速度小于冷卻速度時(shí)，溫度還可能不斷下降，因而使凝固點(diǎn)的確定較為困難。為此，可先使液體過(guò)冷，然后突然攪拌。這樣，固相驟然析出就形成了大量微小結(jié)晶，保證了兩相的充分接觸。實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是凝固點(diǎn)的精確測(cè)量第9頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)59分，

5、星期一冷卻曲線 圖b：部分溶劑凝固后，剩余溶液的濃度逐漸增大，平衡溫度也要逐漸下降。如果溶液的過(guò)冷程度不大，可以將溫度回升的最高值作為溶液的凝固點(diǎn)。圖中c：若過(guò)冷太甚，凝固的溶劑過(guò)多，溶液的濃度變化過(guò)大，所得凝固點(diǎn)偏低，必將影響測(cè)定結(jié)果。因此實(shí)驗(yàn)操作中必須注意掌握體系的過(guò)冷程度。圖a：上述方法可使得凝固點(diǎn)的測(cè)定變得容易進(jìn)行。純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)相當(dāng)于冷卻曲線中的水平部分所指的溫度。第10頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)59分，星期一藥品儀器1.凝固點(diǎn)測(cè)定儀2.溫度計(jì)（050） 3.吸耳球4.秒表5.萘（A.R）6.環(huán)己烷（A.R）7.數(shù)字貝克曼溫度計(jì)第11頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20

6、日，8點(diǎn)59分，星期一測(cè)量裝置測(cè)量裝置示意圖A：冷凍管B：貝克曼溫度計(jì)C，D：攪拌器E：外套管F：冰水浴G：溫度計(jì)第12頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)59分，星期一實(shí)驗(yàn)步驟安裝儀器，調(diào)節(jié)冰浴槽溶液凝固點(diǎn)的測(cè)定（步冷曲線法）安裝數(shù)字貝克曼溫度計(jì)環(huán)己烷的凝固點(diǎn)的測(cè)定（步冷曲線法）第13頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)59分，星期一本實(shí)驗(yàn)采用環(huán)己烷作溶劑，萘作溶質(zhì)，用連續(xù)記錄時(shí)間溫度法（步冷曲線法），作圖外推確定凝固點(diǎn)。1安裝儀器。取自來(lái)水注入冰浴槽中，然后加入冰屑以保持水溫在3-3.5左右。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容第14頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)59分，星期一2純環(huán)己烷的凝固

7、點(diǎn)的測(cè)定：用移液管取40ml環(huán)己烷注入冷凍管中，并把冷凍管插入作為空氣浴的外套管中（注意：勿使冷凍管外壁與外套管相接觸），均勻緩慢的攪拌以每1-2秒鐘一次為宜，注意溫度的變化。開(kāi)動(dòng)秒表，每20秒鐘記錄溫度一次，達(dá)到凝固點(diǎn)后每2-3分鐘記錄一次。做完一次以后，取出冷凍管用手溫?zé)嶂刮龀龅慕Y(jié)晶全部融化，按上述方法再測(cè)定二次。第15頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)59分，星期一3溶液凝固點(diǎn)的測(cè)定：取出冷凍管，用手溫?zé)嶂?，使環(huán)己烷結(jié)晶融化。精確稱取0.1-0.15g萘。然后投入到冷凍管內(nèi)的溶劑中，防止粘著于管壁、溫度計(jì)或攪拌器上。待萘全部溶解后，按上述方法，測(cè)定溶液的冷卻曲線。重復(fù)三次。第

8、16頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)59分，星期一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)日期： ；氣壓： kPa 環(huán)己烷的密度： = 0.7971 103 0.8879t (kg m-3) ；Kf = 20Kmol-1kg。物質(zhì)質(zhì)量凝固點(diǎn)凝固點(diǎn)降低溶質(zhì)分子量溶劑（環(huán)己烷）1平均值23溶質(zhì)（萘）1平均值23第17頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)59分，星期一數(shù)據(jù)處理1.計(jì)算環(huán)己烷的質(zhì)量；2.作時(shí)間-溫度圖，外推法求T；3.計(jì)算萘的相對(duì)分子質(zhì)量；4.查閱文獻(xiàn)值。文獻(xiàn)值：萘的相對(duì)分子質(zhì)量：128.17第18頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)59分，星期一實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論結(jié)果：實(shí)測(cè)值為M=計(jì)算實(shí)驗(yàn)偏差：分析產(chǎn)生偏差的原因：有何建議與想法？第19頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)59分，星期一注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)所用的內(nèi)套管必須潔凈、干燥；2.過(guò)冷程度不能太大；3.加樣時(shí)防止樣品粘著于管壁、溫度計(jì)或攪拌器上；4.溫度控制在要求范圍內(nèi)；5.攪拌需充分，但攪拌時(shí)勿使攪拌器與溫度計(jì)或管壁相觸；6.結(jié)晶必須完全熔化。 第20頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)59分，星期一思考題 1.凝固點(diǎn)降低法測(cè)相對(duì)分子質(zhì)量公式，在什么條件下才能適用？