凝固点降低法测摩尔质量

1. 基础化学实验Ⅲ （物理化学实验） 凝固点降低法测摩尔质量

2. 知识点及实验技能训练要点 知识点： 凝固点、依数性质、范特霍夫凝固点降低公式。 实验技能训练要点： 溶液凝固点的测定技术、数字贝克曼温度计的使用（首次训练）

3. 一、实验目的 二、实验原理 三、实验步骤 四、注意事项 五、实验总结 六、实验延伸 七、思考题

4. 一、实验目的 1. 加深对稀溶液依数性质的理解。 2. 掌握溶液凝固点的测定技术。 3. 用凝固点降低法测定萘的摩尔质量。

5. 二、实验原理 1. 凝固点 固体溶剂与溶液成平衡的温度。 2. 依数性质 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）的凝固点将低于纯溶剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一，当指定了溶剂的种类和数量后，凝固点降低值取决于所含溶质分子的数目。

6. 3. 范特霍夫凝固点降低公式 理想溶液，在相平衡条件下，稀溶液的凝固点降低与溶液组成的关系式 △Tf为凝固点降低值；Tf*为纯溶剂的凝固点△fHm(A)为摩尔凝固热；nA和nB分别为溶质和溶剂的物质的量。

7. 当溶液很稀时， nA≧ nB，则 式中MA为溶剂的摩尔质量；mB为溶质的摩尔质量；Kf成为质量摩尔凝固点降低常数。

8. 测量装置 温差探头 温度计 电源开关 搅拌器2 盛液内管 电源开关、插座 外搅拌 1 凝固点 测定装置 温差显示窗口 0 . 0 0 0 夹套管 ℃ 置零 报时 JDW—3P温差测量仪 按钮 冰水 排水口 凝固点测定仪

9. 三、实验步骤 1.凝固点测定仪安装 按右图将凝固点测定仪安装好 2. 调节寒剂的温度 取适量冰与水混合，使寒剂温度为2℃～3℃，在实验过程中不断搅拌，使寒剂保持此温度。

10. 3. 溶剂凝固点的测定 注意，凝固点管、数字式贝克曼温度计的探头以及搅棒均须清洁和干燥，防止搅拌时搅棒与管壁或温度计探头摩擦。 用移液管向清洁、干燥的冷冻管内加入50 mL环己烷 插入数字式贝克曼温度计 把冷冻管插入作为空气浴的外套管中 均匀缓慢地搅拌以1-2s一次为宜， 注意温度的变化 当降到测量范围内时，开动秒表，每20秒记录温度一次 达到凝固点后再记录10个数据， 即可停止实验

11. 4. 作冷却曲线 取出冷冻管，用手捂住管壁片刻，同时不断搅拌，使管中固体全部熔化，将冷冻管放在空气套管中，重复上述操作，做冷却曲线。重复测定三次，每次之差不超过0.006℃，三次平均值作为环己烷的凝固点。 溶剂与溶液的冷却曲线

12. 5. 溶液凝固点的测定 取出冷冻管，如前将管中冰溶化，用压片机将萘压成片 用分析天平精确称重(约0.12g)，其重量约使凝固点下降0.5℃ 自冷冻管的支管加入样品，待全部溶解后，测定溶液的凝固点。 测定方法与环己烷的相同，先测近似的凝固点，再精确测定，但溶液凝固点是取回升后所达到的最高温度。重复三次，取平均值。

13. 四、注意事项 1. 凝固管、搅拌器、贝克曼温度计探头要保持干净、干燥，防止环己烷中混入水分。 2. 搅拌速度的控制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尽力保持基本一致。 3. 寒剂温度以不低于溶液3 ℃为宜,防止过冷超过0.2℃。

14. 五、实验总结 • （一）数据处理 • 用公式： • 由测定的纯溶剂、溶液凝固点Tf*、Tf，计算萘的摩尔质量，并判断萘在环己烷中的存在形式。 • 先计算室温t 时环己烷密度， • 然后算出所取环己烷的质量WA。

15. （二）讨论 (1)由于测量仪器的精密度的限制，被测溶液的浓度并非符合规定的假定要求，此时所测得的溶质摩尔质量将随着溶液浓度的不同而变化。为了获得比较准确的摩尔质量数据，通常用外推法。 以所测的摩尔质量为纵坐标，以溶液浓度为横坐标，外推至溶液浓度为0，可得到较准确的数据。 外推法

16. （2）高温高湿季节不易安排此实验，水蒸气易进入测量系统从而影响测定结果。（2）高温高湿季节不易安排此实验，水蒸气易进入测量系统从而影响测定结果。 （3）实验中的主要误差来源于过冷程度的控 制。在达到一定过冷程度时，可加入少量的纯溶剂晶种来促进晶体的形成，实验中需慢慢体会此过程。

17. 六、实验延伸 (1) 设计实验，用凝固点降低法测定尿素的摩尔质量。 (2) 研究苯甲酸在苯中的缔合度 2C6H5COOH=(C6H5COOH)2 物质的量 n(1-α) nα/2 式中，α为缔合度；n为投入苯甲酸的物质的量。

18. 七、思考题 • 1. 在冷却过程中，凝固点管内液体有哪些热交换？它们对凝固点的测定有何影响？ • 2. 当溶质在溶液中有解离、缔合、溶剂化和形成配合物时，测定的结果有何实际意义？ • 3. 估算实验测量值的误差，说明影响测量结果的主要因素。