3、凝固點降低法測定相對分子質(zhì)量.ppt

1、凝固點降低法測定相對分子質(zhì)量,宜賓學院 化學與化工學院,實驗目的,掌握用凝固點降低法測定萘的分子量的原理和方法。 通過實驗進一步理解稀溶液依數(shù)性理論。 學會正確使用數(shù)字貝克曼溫度計。,實驗原理,稀溶液的依數(shù)性 凝固點降低原理 實驗測量原理,稀溶液的依數(shù)性,一、溶液的蒸氣壓下降 p = poxB poMAbB = KbB 二、溶液的沸點升高 Tb = kbbB 三、溶液的凝固點降低 Tf = kfbB 四、溶液的滲透壓力 = cBRT,利用溶液的沸點升高和凝固點降低都可以測定溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量，但通常都用凝固點降低法。 原因：Kf Kb ， Tf Tb （便于測量） Tb Tf （不便實驗）,凝

2、固點降低原理,含非揮發(fā)性溶質(zhì)的二組分稀溶液（當溶劑與溶質(zhì)不生成固溶體時）的凝固點將低于純?nèi)軇┑哪厅c。這是稀溶液的依數(shù)性質(zhì)之一，當指定了溶劑的種類和數(shù)量后，凝固點降低值取決于所含溶質(zhì)分子的數(shù)目，即溶劑的凝固點降低值與溶液的濃度成正比。,這就是稀溶液的凝固點降低公式。式中：T0為溶劑的凝固點；T為溶液的凝固點；Kf為質(zhì)量摩爾凝固點降低常數(shù)，簡稱為凝固點降低常數(shù)；m 為溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度。,因為,所以（1）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）,如已知溶劑的凝固點值，則可通過實驗求出T值，利用（2）式求溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量。 需要注意，

3、如溶質(zhì)在溶液中發(fā)生解離或締合等情況，則不能簡單地應用公式（2）加以計算。濃度稍高時，已不是稀溶液，致使測得的相對分子質(zhì)量隨濃度的不同而變化。 為了獲得比較準確的分子量數(shù)據(jù)，常用外推法，即以（2）式中所求得的相對分子質(zhì)量為縱坐標，以溶液濃度為橫坐標作圖，外推至濃度為零而求得較準確的相對分子質(zhì)量數(shù)值。,實驗測量原理,凝固點是指在一定壓力下，固液兩相平衡共存的溫度。理論上，在恒壓下對單組分體系只要兩相平衡共存就可達到這個溫度。實際上，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大時，平衡才能達到。 例如將冷凍管放到冰浴后溫度不斷下降，達到凝固點后，由于固相是逐漸析出的，當凝固熱放出速度小于冷

4、卻速度時，溫度還可能不斷下降，因而使凝固點的確定較為困難。為此，可先使液體過冷，然后突然快速攪拌。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。,實驗的關(guān)鍵是凝固點的精確測量,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。如果溶液的過冷程度不大，可以將溫度回升的最高值作為溶液的凝固點。 圖中c：若過冷太甚，凝固的溶劑過多，溶液的濃度變化過大，所得凝固點偏低，必將影響測定結(jié)果。因此實驗操作中必須注意掌握體系的過冷程度。,圖a：上述方法可使得凝固點的測定變得容易進行。純?nèi)軇┑哪厅c相當于冷卻曲線中的水平部分所指的溫度。,藥品儀器,1.凝固點測定儀 2

5、.溫度計（050） 3.吸耳球、移液管 4.秒表 5.萘（A.R） 6.環(huán)己烷（A.R）,苯 7.數(shù)字貝克曼溫度計,測量裝置,測量裝置示意圖,A：冷凍管 B：貝克曼溫度計 C，D：攪拌器 E：外套管 F：冰水浴 G：溫度計,實驗步驟,安裝儀器，調(diào)節(jié)冰浴槽,溶液凝固點的測定（步冷曲線法）,安裝數(shù)字貝克曼溫度計,環(huán)己烷的凝固點的測定（步冷曲線法）,本實驗采用環(huán)己烷作溶劑，萘作溶質(zhì)，用連續(xù)記錄時間溫度法（步冷曲線法），作圖外推確定凝固點。 1安裝儀器，取自來水注入冰浴槽中，然后加入冰屑以保持水溫在2-2.5左右。為什么不能太高或太低？ 初測環(huán)己烷的凝固點，可以取出觀察，至有結(jié)晶出現(xiàn)，觀測溫度做好記錄

6、，為精確測量中快速攪拌步驟做好標記。,實驗內(nèi)容,2純環(huán)己烷的凝固點的測定： 用移液管取25ml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。開動秒表，每10-20秒鐘記錄溫度一次。溫度達到估計凝固點下0.2-0.3 oC，快速攪拌，記錄溫度。做完一次以后，取出冷凍管用手溫熱之，使析出的結(jié)晶全部融化，按上述方法再測定二次。,3溶液凝固點的測定： 取出冷凍管，用手溫熱之，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、溫度計或攪拌器上。待萘全部溶解后，按

7、上述方法，測定溶液的冷卻曲線。重復三次。,實驗數(shù)據(jù)記錄,實驗日期： ；氣壓： kPa 環(huán)己烷的密度： = 0.7971 103 0.8879t (kg m-3) ；Kf = 20Kmol-1kg。,數(shù)據(jù)處理,1、作時間-溫度圖，外推法求T； 2、計算萘的相對分子質(zhì)量； 3、查閱文獻值。 文獻值：萘的相對分子質(zhì)量：128.17,實驗結(jié)果與討論,結(jié)果：實測值為M= 計算實驗偏差： 分析產(chǎn)生偏差的原因： 有何建議與想法？,注意事項,1.實驗所用的內(nèi)套管必須潔凈、干燥； 2.過冷程度不能太大； 3.加樣時防止樣品粘著于管壁、溫度計或攪拌器上； 4.溫度控制在要求范圍內(nèi)； 5.攪拌需充分，但攪拌時勿使攪拌器與溫度計或管壁相觸； 6.結(jié)晶必須完全熔化。,思考題,1.凝固點降低法測相對分子質(zhì)量公式，在什么條件下才