凝固點(diǎn)降低法測定摩爾質(zhì)量

凝固點(diǎn)降低法測定摩爾質(zhì)量第一頁，共十八頁，編輯于2023年，星期日實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆找环N常用的相對分子質(zhì)量測定方法。通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解稀溶液理論。掌握數(shù)字貝克曼溫度計(jì)的使用。

第二頁，共十八頁，編輯于2023年，星期日實(shí)驗(yàn)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。第三頁，共十八頁，編輯于2023年，星期日

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g·mol-1）；g和W分別表示溶質(zhì)和溶劑的質(zhì)量（單位為g）第四頁，共十八頁，編輯于2023年，星期日如已知溶劑的值，則可通過實(shí)驗(yàn)求出ΔT值，利用（2）式求溶質(zhì)的相對分子質(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(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)確的相對分子質(zhì)量數(shù)值。第五頁，共十八頁，編輯于2023年，星期日凝固點(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)的精確測量第六頁，共十八頁，編輯于2023年，星期日冷卻曲線

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(diǎn)。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(diǎn)偏低，必將影響測定結(jié)果。因此實(shí)驗(yàn)操作中必須注意掌握體系的過冷程度。圖a：從而使凝固點(diǎn)的測定變得容易進(jìn)行了。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。第七頁，共十八頁，編輯于2023年，星期日藥品儀器1.凝固點(diǎn)測定儀2.溫度計(jì)（0－50℃）3.吸耳球4.秒表5.苯（A.R.經(jīng)去水處理）6.環(huán)己烷（A.R）7.數(shù)字貝克曼溫度計(jì)8.放大鏡9.萘（A.R）第八頁，共十八頁，編輯于2023年，星期日測量裝置測量裝置示意圖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)第九頁，共十八頁，編輯于2023年，星期日實(shí)驗(yàn)步驟安裝儀器，調(diào)節(jié)冰浴槽溶液凝固點(diǎn)的測定（步冷曲線法）安裝數(shù)字貝克曼溫度計(jì)苯的凝固點(diǎn)的測定（觀察最高點(diǎn)）溶液凝固點(diǎn)的測定環(huán)己烷的凝固點(diǎn)的測定（步冷曲線法）第十頁，共十八頁，編輯于2023年，星期日本實(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。取自來水注入冰浴槽中，然后加入冰屑以保持水溫在3-3.5℃左右。調(diào)節(jié)貝克曼溫度計(jì)，使它在6℃水浴中其水銀刻度在2.5左右。第十一頁，共十八頁，編輯于2023年，星期日2．純環(huán)己烷的凝固點(diǎn)的測定：用移液管取40ml環(huán)己烷（溶劑量的多少以貝克曼溫度計(jì)水銀球全部浸入為準(zhǔn)）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。當(dāng)水銀柱降到溫度計(jì)刻度范圍內(nèi)時(shí)，開動(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。讀取溫度用放大鏡，讀數(shù)最好精確到0.002℃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，按上述方法再測定二次。第十二頁，共十八頁，編輯于2023年，星期日3．溶液凝固點(diǎn)的測定：取出冷凍管，用手溫?zé)嶂弓h(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，測定溶液的冷卻曲線。重復(fù)三次。再取溶質(zhì)一份加入冷凍管中，同法測定三次。第十三頁，共十八頁，編輯于2023年，星期日實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)日期：

；氣壓：

kPa

方法Ⅰ：

苯的密度：(gcm-3)；由密度計(jì)算溶劑質(zhì)量。

物質(zhì)質(zhì)量（g）凝固點(diǎn)凝固點(diǎn)降低值（ΔT）相對分子量測量值平均值苯123萘第一份123M1M第二份123M2第十四頁，共十八頁，編輯于2023年，星期日數(shù)據(jù)處理1.計(jì)算苯的質(zhì)量；2.計(jì)算萘的相對分子質(zhì)量；3.計(jì)算環(huán)己烷的質(zhì)量；4.作時(shí)間-溫度圖，外推法求ΔT；5.計(jì)算萘的相對分子質(zhì)量；6.文獻(xiàn)值。文獻(xiàn)值：萘的相對分子質(zhì)量：128.17第十五頁，共十八頁，編輯于2023年，星期日實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論⑴結(jié)果：實(shí)測值為M=⑵計(jì)算實(shí)驗(yàn)偏差：⑶分析產(chǎn)生偏差的原因：⑷有何建議與想法？第十六頁，共十八頁，編輯于2023年，星期日注意事項(xiàng)1.攪拌時(shí)勿使攪拌器與溫度計(jì)或管壁相觸；2.過冷程度不能太大；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)。第十七頁，共十八頁，編輯于2023年，星期日思考題

1.凝固點(diǎn)降低法測相對分子質(zhì)量公式，在什么條件下才能適用？

2.在