凝固點降低法測弱電解質的電離平衡常數(shù)

凝固點降低法測弱電解質的電離平衡常數(shù)一、 實驗目的1、 掌握溶液凝固點的測定技術，并加深對稀溶液依數(shù)性的理解。2、 理解、繪制步冷曲線，并通過步冷曲線校正凝固點。二、 實驗原理理想稀薄溶液具有依數(shù)性，凝固點降低就是依數(shù)性的一種表現(xiàn)。即對一定量的某溶劑，其理想稀薄溶液凝固點下降的數(shù)值只與所含非揮發(fā)性溶質的粒子數(shù)目有關，而與溶質的特性無關。假設溶質在溶液中不發(fā)生締合和分解，也不與固態(tài)純溶劑生成固溶體，則由熱力學理論出發(fā)，可以導出理想稀薄溶液的凝固點降低值ATf(即純溶劑和溶液的凝固點之差)與溶質質量摩爾濃度bB之K(1)AT二T*—T二Kb二 f—m(1)ffffBMmBBA由此可導出計算溶質摩爾質量MB的公式：KmM=―BATmfA濃度c=m/(MBV)CH3COOH=CH3COO-+H+KSP=CH+CcH3COO-/CCH3COOH=(CB*-CB)2/CB以上各式中：，分別為純溶劑、溶液的凝固點，單位K；mA、mB分別為溶劑、溶質的質量，單位kg；Kf為溶劑的凝固點降低常數(shù)，與溶劑性質有關，單位K?kg?mol-1；MB為溶質的摩爾質量，單位kg?mol-1。若已知溶劑的Kf值，通過實驗測得ATf,便可用式(2)求得MB。也可由式(1)通過ATf—mB的關系，線性回歸以斜率求得MB。表1給出了幾種溶劑的凝固點降低常數(shù)值。

表1幾種溶劑的凝固點降低常數(shù)值溶劑水醋酸苯環(huán)己烷環(huán)己醇萘 三溴甲烷T*/Kf273.15289.75278.65279.65297.05383.5280.95K/(K?kg?mol-i)f1.863.905.122039.36.9 14.4三、儀器和試劑凝固點測定儀，精密電子溫差測量儀，電子天平，移液管(50mL)，醋酸，粗鹽，冰。四、實驗步驟1、 準備冷浴冰水浴槽中裝入三分之二的冰和三分之一的水，將溫度傳感器插入冷浴中，取適量粗鹽與冰水混合，使冷浴溫度達到-2°C?-3°C，將電子溫差測量儀采零、鎖定，將定時時間間隔為設10s。2、 溶劑冷卻曲線的測定用移液管向清潔、干燥的凝固點管內加入V=50mL純水，插入潔凈的攪拌環(huán)和溫度傳感器，不斷攪拌，觀察水溫的變化，當水溫接近1C時，開始記錄“溫差”值，并加快攪拌速度，待溫度回升后，恢復原來的攪拌，如此可以減少數(shù)據(jù)的組數(shù)。通常水溫的變化規(guī)律為“下降一上升一穩(wěn)定”，即有過冷現(xiàn)象。當溫度達到穩(wěn)定段后，在穩(wěn)定段再讀數(shù)5?7組，即可結束讀數(shù)。取出凝固點管，用手捂住管壁片刻，同時不斷攪拌，使管中固體全部融化，重復測定溶劑溫度隨時間的變化關系，共三次，每次的穩(wěn)定段讀數(shù)之差不超過0.006C，三次平均值作為純水的凝固點。3、溶液冷卻曲線的測定用電子天平稱量約m0.4g的醋酸(加入醋酸后溶液體積基本不變，還是V)。B二如前將凝固點管中的冰融化，將準確稱量的醋酸加入管中(若在步驟2的攪拌時帶出較多的水，可重新移取50ml),待其溶解后，同步驟2測定溶液的溫度隨時間的變化關系，共三次。五、數(shù)據(jù)處理1、各取一組合理數(shù)據(jù)，在坐標紙上繪制純溶劑和溶液的冷卻曲線，分別找出純溶劑和溶液的凝固點，并求出凝固點Tf,用相關公式計算出醋酸的摩爾質量MBo純水水+醋酸第一組第二組第三組第一組第二組第三組10203040506070…2、已知文獻值醋酸的摩爾質量M*=60g/mol,文獻值與實驗值之間存在著B定的誤差，可以認為這種誤差是由醋酸分子的電離引起的。所以溶液中的醋酸濃度c=m/(MV)TOC\o"1-5"\h\zBB B溶液中醋酸根離子與氫離子濃度相等，為c*-c=m/(M*V)-m/(MV)BBB B B B故醋酸電離常數(shù)K=cc/c=(c*-c)2/cSPH+CH3COO-CH3COOHBB B六、注意事項1、 實驗所用的凝固點管必須潔凈、干燥。2、 冷