《凝固点降低法测定物质的摩尔质量》由会员分享，可在线阅读，更多相关《凝固点降低法测定物质的摩尔质量（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、【实验目的】 测定环己烷的凝固点降低值，计算萘的分子量。 掌握溶液凝固点的测定技术。 技能要求：掌握冰点降低测定管、数字温差仪的使 用方法，实验数据的作图处理方法。【实验原理】1、凝固点降低法测分子量的原理化合物的分子量是一个重要的物理化学参数。用凝固点降低法测定物质的分子量是一种简单而又比较 准确的方法。稀溶液有依数性，凝固点降低是依数性的一种表现。稀溶液的凝固点降低（对析出物是纯溶 剂的体系）与溶液中物质的摩尔分数的关系式为：ATf = Tf* -Tf = KfmB*式中，Tf*为纯溶剂的凝固点，Tf为溶液的凝固点，mB为溶液中溶质B的质量摩尔浓度，Kf为溶剂的 质量摩尔凝固点降低常数，它
2、的数值仅与溶剂的性质有关。已知某溶剂的凝固点降低常数Kf,并测得溶液的凝固点降低值AT，若称取一定量的溶质WBCg）和溶剂 WA（g），配成稀溶液，则此溶液的质量摩尔浓度mB为：W _m =h x I。3 mol/kg（2）B M W将（2）式代入式，则：M =fx 103 g/mol（3）b ATfWA表1几种溶剂的凝固点降低常数值溶剂水醋酸苯环己烷环己醇萘三漠甲烷T* /Kf273.15289.75278.65279.65297.05383.5280.95Kf/(Kkgmol-i)1.863.905.122039.36.914.4因此，只要称得一定量的溶质（WB）和溶剂（WA）配成一稀溶液
3、，分别测纯溶剂和稀溶液的凝固点， 求得ATf ，再查得溶剂的凝固点降低常数，代入（3）式即可求得溶质的摩尔质量。*当溶质在溶液里有解离、缔合、溶剂化或形成配合物等情况时，不适用上式计算，一般只适用于强 电解质稀溶液。2、凝固点测量原理纯溶剂的凝固点是它的液相和固相共存时的平衡温度。若将纯溶剂缓慢冷却，理论上得到它的步冷曲 线如图中的A，但但实际的过程往往会发生过冷现象，液体的温度会下降到凝固点以下，待固体析出后 会慢慢放出凝固热使体系的温度回到平衡温度，待液体全部凝固之后，温度逐渐下降，如图中的3。图中 平行于横坐标的CD线所对应的温度值即为纯溶剂的凝固点Tf*。溶液的凝固点是该溶液的液相与纯
4、溶剂 的固相平衡共存的温度。溶液的凝固点很难精确测量，当溶液逐渐冷却时，其步冷曲线与纯溶剂不同，如 图中III、IV。由于有部分溶剂凝固析出，使剩余溶液的浓度增大，因而剩余溶液与溶剂固相的平衡温 度也在下降，冷却曲线不会出现“平阶”，而是出现一转折点，该点所对应的温度即为凝固点（III曲线 的形状）。当出现过冷时，则出现图IV的形状，此时可以将温度回升的最高值近似的作为溶液的凝固点。3、测量过程中过冷的影响在测量过程中，析出的固体越少越好，以减少溶液浓度的变化，才能准确测定溶液的凝固点。若过冷太甚，溶剂凝固越多，溶液的浓度变化太大，就会出现图中V曲线的形状，使测量值偏低。在过程中可 通过加速搅
5、拌、控制过冷温度，加入晶种等控制冷，同时需要按照图中曲线V所示的方法校正。【仪器药品】SWC-LG凝固点测定仪1套；数字贝克曼温度计；普通温度计(0C50C);移液管(50mL)1只；洗耳球；精密温度计、分析天平、台秤、烧杯；20mL移液管一支;纯萘；环己烷(分析纯)；碎冰【实验步骤】1、接好传感器，插入电源。2、打开电源开关，温度显示为实时温度，温差显示为以20度为基准的差值(但在10度以下显示的 是实际温度)。3、锁定基温选择量程：将传感器插入水浴槽，调节寒剂温度低于测定溶液凝固点的2-3度，此实验 寒剂温度为3.5-4.5度，然后将空气套管插入槽中，按下锁定键。4、用20ml移液管准确移
6、取20ml环己烷加入凝固点测定试管中，橡胶塞塞紧，插入传感器。5、将凝固点试管直接插入寒剂槽中，观察温差，直至温度显示稳定不变，此时温度就是环己烷的初 测凝固点。6、取出凝固点测定试管，用掌心加热使环己烷熔化，再次插入寒剂槽中，缓慢搅拌，当温度降低到 高于初测凝固点的0.5度时，迅速将试管取出、擦干，插入空气套管中，记录温度显示数值。每15秒记 录一次温度。*搅拌速度调节：刚开始缓慢搅拌，在温度低于初测凝固点时，加速搅拌，待温度上升时，又恢复缓 慢搅拌。7、重复第6步平行再做2次。8、溶液凝固点测定：称取0.15-0.20 g萘片加入凝固点测定试管，待完全溶解后，重复以上6、7、 8步骤。9、
7、实验结束，拔掉电源插头。【注意事项】1、在测量过程中，析出的固体越少越好，以减少溶液浓度的变化，才能准确测定溶液的凝固点。若 过冷太甚，溶剂凝固越多，溶液的浓度变化太大，使测量值偏低。在过程中可通过加速搅拌、控制过冷温 度，加入晶种等控制过冷度。2、搅拌速度的控制和温度温差仪的粗细调的固定是做好本实验的关键，每次测定应按要求的速度搅 拌，并且测溶剂与溶液凝固点时搅拌条件要完全一致。温度-温差仪的粗细调一经确定，整个实验过程中 不能再变。3、纯水过冷度约0.7C1C（视搅拌快慢），为了减少过冷度，而加入少量晶种，每次加入晶种大小 应尽量一致。4、冷却温度对实验结果也有很大影响，过高会导致冷却太慢
8、，过低则测不出正确的凝固点。5、凝固点的确定较为困难。先测一个近似凝固点，精确测量时，在接近近似凝固点时，降温速 度要减慢，到凝固点时快速搅拌。6、千万不要过冷，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。7、溶液的冷却曲线与纯溶剂的冷却曲线不同，不出现平台，只出现拐点，即当析出固相，温度回升 到平衡温度后，不能保持一定值，因为部分溶剂凝固后，剩余溶液的浓度逐渐增大，平衡温度要逐渐下降。8、用凝固点降低法测相对分子质量只适用于非挥发性溶质且非电解质的稀溶液。9、插入贝克曼温度计不要碰壁与触底。【实验数据与处理】实验数据的记录 大气压：1014.0 Hpa温度：26.1 C干
9、度：27.3 C 湿度：25.0 C 相对湿度：79.6 % 粗测环己烷近似凝固点：6.547 C表1一凝固点降低过程中精测溶剂或溶液凝固点的数值序号环己烷（1） /C环己烷（2） /C环己烷+萘（1） /C环己烷+萘（2） /C11.0721.9080.3235.16321.9881.8890.2675.09131.9171.8550.1885.03341.861.8180.0714.97351.8041.792-0.0334.8961.7781.759-0.1254.79271.7521.729-0.2094.69581.7261.709-0.3194.66591.711.663-0.40
10、94.638101.6751.636-0.4314.606111.6621.621-0.4484.589121.6311.611-0.4564.575131.6081.609-0.4624.564141.5661.608-0.4744.555151.5451.608-0.4854.547161.5451.607-0.4944.544171.5441.607-0.4994.539181.5441.607-0.5034.536191.5441.607-0.5074.54201.5441.607-0.5114.547211.5441.607-0.5144.555221.5441.606-0.5164
11、.564231.5441.605-0.5184.574241.5441.605-0.524.59251.5431.601-0.5184.598261.5431.596-0.5164.605271.5421.582-0.5144.601281.5391.567-0.5114.595291.5361.558-0.5094.584301.5121.547-0.5074.576311.4911.529-0.5054.563321.4751.506-0.5034.554331.4531.498-0.4994.546341.432-0.5014.54351.417-0.5034.537361.395-0.
12、5074.531371.37-0.51381.343-0.514391.321-0.518401.3-0.52141-0.52542-0.5343-0.53644-0.54245-0.54746-0.5547-0.55348-0.558称量的萘的质量：m=0.1135g实验数据的处理 由环己烷的密度，计算所取环己烷的重量WA。室温t时环己烷密度计算公式为：p/ gcm-3 = 0.79710.8879x10-3 t/C。 则：室温为26.1 C时，环己烷的密度为：P=0.79710.8879 gcm-3x10-3 t=0.79710.8879x10-3x26.1 = 0.7738gcm-3 .
13、环己烷质量为：WA=Vxpt =20.00x0.7745= 15.49g 将实验数据列入表2中表2 一凝固点降低实验数据物质质量/ g凝固点/c凝固点降低值/c测量值平均值环己烷15.49 g1.5441.5752.0221.607萘0.1925 g-0.499-0.447-0,.395 根据式(3),由所得数据计算萘的分子量，并计算与理论值的相对误差。Kf=20 K-kg/molM = K y B X 103 g b ATfWA20X 0.1925 y 1q32.022X1549= 122.92 g/mol查文献可得：萘的相对分子质量为128.18相对误差为4.1%。图1 一环己烷溶剂的冷却曲线t/s图2 一环己烷溶剂的冷却曲线(II)图3 一环己烷与萘混合溶液的冷却曲线(I)图4 一环己烷与萘混合溶液的冷却曲线(II)【实验结果与讨论】本实验结果的相对误差为4.1%。主要原因可能有：1、系统误差：实验仪器的误差：因为该实验需要用到的温度是纯的环己烷溶液的凝固点与环己烷的 萘溶液的凝固点的差值，如果本身仪器的读数与环境实际温度存在单向的偏差，而我们在做实验的时候没 有校正，就会带来偏差，又由于计算的过程用的是两次凝固点的差值，所以偏差就可以相互抵消，从而没 有造成太大的影响。因此，实验时，可让测定仪的探头与冰浴接触，
