凝固点降低法测定相对分质量

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1、苏州科技学院苏州科技学院化学与生物工程学院化学与生物工程学院化学化工实验中心化学化工实验中心v掌握用凝固点降低法测定萘的分子量的原理和方法。v通过实验进一步理解稀溶液依数性的理论。v学会正确使用数字贝克曼温度计。v稀溶液的依数性稀溶液的依数性v凝固点降低原理凝固点降低原理v实验测量原理实验测量原理稀溶液的依数性v一、溶液的蒸气压下降p=poxB poMAbB=KbBv二、溶液的沸点升高Tb=kbbBv三、溶液的凝固点降低Tf=kfbBv四、溶液的渗透压力=cBRT v利用溶液的沸点升高和凝固点降低都可以测定溶质的相对分子质量，但通常都用凝固点降低法。v原因：Kf KbTb Tf凝固点降低原理

2、含非挥发性溶质的二组分稀溶液（当溶含非挥发性溶质的二组分稀溶液（当溶剂与溶质不生成固溶体时）的凝固点将低剂与溶质不生成固溶体时）的凝固点将低于纯溶剂的凝固点。这是稀溶液的于纯溶剂的凝固点。这是稀溶液的依数性依数性质质之一，当指定了溶剂的种类和数量后，之一，当指定了溶剂的种类和数量后，凝固点降低值凝固点降低值取决于所含溶质分子的数目，取决于所含溶质分子的数目，即溶剂的即溶剂的凝固点降低值凝固点降低值与溶液的浓度成正与溶液的浓度成正比。比。这就是稀溶液的凝固点降低公式。式中：T0为溶剂的凝固点；T为溶液的凝固点；Kf为质量摩尔凝固点降低常数，简称为凝固点降低常数；m 为溶质的质量摩尔浓度。）（10

3、mKTTTf1000/WMgm因为所以（1）式可改为)2(1000WTgKMf式中：M为溶质的摩尔质量（单位为gmol-1）；g和W分别表示溶质和溶剂的质量（单位为g）如已知溶剂的凝固点值，则可通过实验求出T值，利用（2）式求溶质的相对分子质量。需要注意，如溶质在溶液中发生解离或缔合等情况，则不能简单地应用公式（2）加以计算。浓度稍高时，已不是稀溶液，致使测得的相对分子质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的分子量数据，常用外推法，即以（2）式中所求得的相对分子质量为纵坐标，以溶液浓度为横坐标作图，外推至浓度为零而求得较准确的相对分子质量数值。实验测量原理实验测量原理凝固点是指在一定压力下，

4、固液两相平衡共存的温度。理论上，在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可达到这个温度。实际上，只有固相充分分散到液相中，也就是固液两相的接触面相当大时，平衡才能达到。例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降，达到凝固点后，由于固相是逐渐析出的，当凝固热放出速度小于冷却速度时，温度还可能不断下降，因而使凝固点的确定较为困难。为此，可先使液体过冷，然后突然搅拌。这样，固相骤然析出就形成了大量微小结晶，保证了两相的充分接触。实验的关键是凝固点的精确测量冷却曲线冷却曲线 abc时间温度TT0T图b：部分溶剂凝固后，剩余溶液的浓度逐渐增大，平衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大，可以将温度回升的最高值作

5、为溶液的凝固点。图中c：若过冷太甚，凝固的溶剂过多，溶液的浓度变化过大，所得凝固点偏低，必将影响测定结果。因此实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。图a：上述方法可使得凝固点的测定变得容易进行。纯溶剂的凝固点相当于冷却曲线中的水平部分所指的温度。1.凝固点测定仪2.温度计（050）3.吸耳球4.秒表5.萘（A.R）6.环己烷（A.R）7.数字贝克曼温度计测量装置示意图A：冷冻管B：贝克曼温度计C，D：搅拌器E：外套管F：冰水浴G：温度计安装仪器，安装仪器，调节冰浴槽调节冰浴槽溶液凝固点溶液凝固点的测定（步的测定（步冷曲线法）冷曲线法）安装数字安装数字贝克曼温贝克曼温度计度计环己烷的凝固环己烷的

6、凝固点的测定（步点的测定（步冷曲线法）冷曲线法）本实验采用环己烷作溶剂，萘作溶质，本实验采用环己烷作溶剂，萘作溶质，用连续记录时间温度法（步冷曲线用连续记录时间温度法（步冷曲线法），作图外推确定凝固点。法），作图外推确定凝固点。1安装仪器安装仪器。取自来水注入冰浴槽中，然后加入冰屑以保持水温在3-3.5左右。实验内容实验内容2 2纯环己烷的凝固点的测定：纯环己烷的凝固点的测定：用移液管取40ml环己烷注入冷冻管中，并把冷冻管插入作为空气浴的外套管中（注（注意：勿使冷冻管外壁与外套管相接触）意：勿使冷冻管外壁与外套管相接触），均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一次为宜，注意温度的变化。开动秒表，每20

7、秒钟记录温度一次，达到凝固点后每2-3分钟记录一次。做完一次以后，取出冷冻管用手温热之，使析出的结晶全部融化，按上述方法再测定二次。3 3溶液凝固点的测定：溶液凝固点的测定：取出冷冻管，用手温热之，使环己烷结晶融化。精确称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中，防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解后，按上述方法，测定溶液的冷却曲线。重复三次。实验日期：；气压：kPa 环己烷的密度：=0.7971 103 0.8879t (kg m-3)；Kf=20Kmol-1kg。物质质量凝固点凝固点降低 溶质分子量溶剂（环己烷）1平均值23溶质（萘）1平均值231.计算环己烷的质量；2

8、.作时间-温度图，外推法求T；3.计算萘的相对分子质量；4.查阅文献值。文献值：萘的相对分子质量：128.17结果：实测值为M=计算实验偏差：分析产生偏差的原因：有何建议与想法？1.实验所用的内套管必须洁净、干燥；2.过冷程度不能太大；3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上；4.温度控制在要求范围内；5.搅拌需充分，但搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触；6.结晶必须完全熔化。1.凝固点降低法测相对分子质量公式，在什么条件下才能适用？2.在冷却过程中，冷冻管内固液相之间和寒剂之间，有哪些热交换？它们对凝固点的测定有何影响？3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情况时，对相对分子质量测定值的影响如何？4.影响凝固点精确测量的因素有哪些？