物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 凝固點(diǎn)法

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）用凝固點(diǎn)降低法測(cè)定萘的摩爾質(zhì)量。（2）掌握精密電子溫差儀的使用方法。2.實(shí)驗(yàn)原理非揮發(fā)性的二組分溶液，其稀溶液具有依數(shù)性，凝固點(diǎn)降低就是依數(shù)性的一種表現(xiàn)。根據(jù)凝固點(diǎn)降低的數(shù)值，可以求溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。對(duì)于稀溶液，如果溶質(zhì)和溶液不生成固溶體，固體是純的溶劑，在一定壓力下，固體溶劑與溶液成平衡的溫度叫做溶液的凝固點(diǎn)。溶劑中加入溶質(zhì)后，溶液的凝固點(diǎn)比純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)要低，其凝固點(diǎn)降低值?Tf與溶質(zhì)質(zhì)量摩爾濃度?式中Tf0為純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)；Tf為濃度為b若已知某種溶劑的凝固點(diǎn)降低常數(shù)Kf，并測(cè)得溶劑和溶質(zhì)的質(zhì)量分別為ma,mM式中，Kf的單位是K*kg*mol凝固點(diǎn)降低值得大小，直接反映了溶液中溶質(zhì)有效質(zhì)點(diǎn)的數(shù)目。如果溶質(zhì)在溶液中有離解，締合，溶劑化和配合物生成等情況，這些均影響溶質(zhì)在溶劑中的表觀相對(duì)分子量。因此凝固點(diǎn)降低法也可用來(lái)研究溶液的一些性質(zhì)，例如電解質(zhì)的電離度，溶質(zhì)的締合度，活度和活度系數(shù)等。純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)為其液相和固相共存的平衡溫度。若將液態(tài)的純?nèi)軇┲鸩嚼鋮s，在未凝固前溫度將隨時(shí)間均勻下降，開(kāi)始凝固后因放出凝固熱而補(bǔ)償了熱損失，體系將保持液固兩相共存的平衡溫度不變，直至全部凝固，溫度再繼續(xù)下降。但在實(shí)際過(guò)程中，當(dāng)液體達(dá)到或稍低于凝固點(diǎn)時(shí)，晶體并不析出，這就是所謂的過(guò)冷現(xiàn)象。此時(shí)加入攪拌或加入晶種，促使晶格形成，則大量晶體會(huì)迅速形成，并釋放出凝固熱，使體系溫度回升到穩(wěn)定的平衡溫度；待液體全部凝固后溫度再逐步下降。溶液的凝固點(diǎn)是該溶液與溶劑共存的平衡溫度，其冷卻曲線與純?nèi)軇┎煌?。?dāng)有溶劑凝固析出時(shí)，剩余溶液的濃度逐漸增大，因而溶液的凝固點(diǎn)也逐漸下降。因有凝固熱放出，冷卻曲線斜率發(fā)生變化，即溫度下降速度變慢，本次試驗(yàn)要求測(cè)定已知濃度溶液的凝固點(diǎn)。如果溶液過(guò)冷程度不大，析出固體溶劑量很小，對(duì)原始溶液濃度影響不大，則以過(guò)冷回升的最高溫度作為該溶液的凝固點(diǎn)。確定凝固點(diǎn)的另一種方法是外推法，首先繪制純?nèi)軇┡c溶液的冷卻曲線，做曲線后面部分的趨勢(shì)線并延長(zhǎng)使其與曲線的前面部分相交，其交點(diǎn)就是凝固點(diǎn)。3.儀器與試劑凝固點(diǎn)管小攪拌棒凝固點(diǎn)管的套管水浴缸大攪拌棒移液管（25ml）精密電子溫差儀分析天平溫度計(jì)洗耳球4.實(shí)驗(yàn)步驟方法二：通過(guò)作步冷曲線測(cè)得純?nèi)軇┖腿芤旱哪厅c(diǎn)（1）檢查測(cè)溫探頭，要求潔凈，可以用環(huán)己烷清洗探頭并曬干。準(zhǔn)備好所需要的冰水浴。（2）純?nèi)軇┉h(huán)己烷的測(cè)定：記錄此時(shí)室溫，取25ml的環(huán)己烷放入潔凈的凝固點(diǎn)管中，將測(cè)溫探頭插入凝固點(diǎn)管中。將凝固點(diǎn)管放入冰水浴，均勻緩慢的攪拌。觀察溫度變化，當(dāng)溫度顯示基本不變或變化緩慢時(shí)，說(shuō)明液相中開(kāi)始析出固相，將精密電子溫差儀歸零。此時(shí)為環(huán)己烷的近似凝固點(diǎn)。（3）將凝固點(diǎn)管從冰水浴中拿出，擦干，用手握住溫?zé)崮厅c(diǎn)管使結(jié)晶融化，至溫度示數(shù)為6-7攝氏度。將凝固點(diǎn)管放入作為空氣浴的外套管中，緩慢攪拌。定時(shí)讀取溫度示數(shù)，溫差儀沒(méi)30s鳴響一次，當(dāng)樣品管中出現(xiàn)固體時(shí)，再繼續(xù)操作10min。判斷出現(xiàn)固體的方法：從溫差儀的數(shù)據(jù)上看，及溫度由下降較快至基本不變。（4）溶液凝固點(diǎn)的測(cè)定：精確稱取萘0.1000-0.1200g，小心加入到凝固點(diǎn)管中，使其完全溶解。（5）待萘完全溶解后形成溶液，將凝固點(diǎn)管放入作為空氣浴的外套中，均勻攪拌，定時(shí)讀取溫度值，溫差儀每30s鳴響一次。當(dāng)樣品管中出現(xiàn)固體時(shí)再繼續(xù)操作10min。5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理室溫t=22.4℃環(huán)己烷的密度為：0.7971-0.8879*10-3*22.4=0.777g*數(shù)據(jù)表格時(shí)間/s純?nèi)軇囟?℃混合溶液溫度/℃306.2445.280605.8655.015905.5064.6731205.1984.3781504.8784.0301804.5243.7122104.2283.4422403.9563.1802703.7052.9063003.4582.6723303.1072.3953602.9382.1873902.6341.9704202.3781.7674502.2501.5584802.0341.3605101.8681.1635401.6380.9835701.4380.8326001.3150.6406301.1350.4716601.0340.3356900.8890.1977200.7720.0307500.686-0.1037800.580-0.2208100.544-0.3458400.520-0.3608700.520-0.3799000.464-0.3869300.504-0.3949600.465-0.4019900.49410200.47010500.47910800.475純?nèi)軇┑睦鋮s曲線測(cè)得凝固點(diǎn)約為0.474℃溶液的冷卻曲線凝固點(diǎn)大約在0.351℃溫度降低值為0.825℃環(huán)己烷的質(zhì)量為19.425g根據(jù)公式可以求得：MB=20*0.1155/(=144g/mol相對(duì)誤差為（144-128）/128=12.5%6.思考題（1）如果溶質(zhì)在溶劑中離解，締合和生成配合物，對(duì)摩爾質(zhì)量測(cè)定值有何影響?本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)依數(shù)性來(lái)測(cè)定分子質(zhì)量的。而離解，締合或是生成配合物均會(huì)對(duì)粒子數(shù)目造成影響，從而給分子質(zhì)量造成偏差。解離使粒子數(shù)增多，從而使分子量減小。而締合或生成配合物則會(huì)使粒子數(shù)減小，使分子量增大。（2）加入溶質(zhì)的量太多或太少