物理化學實驗報告 凝固點法

物理化學實驗報告凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量1.實驗目的（1）用凝固點降低法測定萘的摩爾質(zhì)量。（2）掌握精密電子溫差儀的使用方法。2.實驗原理非揮發(fā)性的二組分溶液，其稀溶液具有依數(shù)性，凝固點降低就是依數(shù)性的一種表現(xiàn)。根據(jù)凝固點降低的數(shù)值，可以求溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。對于稀溶液，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。溶劑中加入溶質(zhì)后，溶液的凝固點比純?nèi)軇┑哪厅c要低，其凝固點降低值?Tf與溶質(zhì)質(zhì)量摩爾濃度?式中Tf0為純?nèi)軇┑哪厅c；Tf為濃度為b若已知某種溶劑的凝固點降低常數(shù)Kf，并測得溶劑和溶質(zhì)的質(zhì)量分別為ma,mM式中，Kf的單位是K*kg*mol凝固點降低值得大小，直接反映了溶液中溶質(zhì)有效質(zhì)點的數(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分子量。因此凝固點降低法也可用來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間均勻下降，開始凝固后因放出凝固熱而補償了熱損失，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。但在實際過程中，當液體達到或稍低于凝固點時，晶體并不析出，這就是所謂的過冷現(xiàn)象。此時加入攪拌或加入晶種，促使晶格形成，則大量晶體會迅速形成，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。溶液的凝固點是該溶液與溶劑共存的平衡溫度，其冷卻曲線與純?nèi)軇┎煌?。當有溶劑凝固析出時，剩余溶液的濃度逐漸增大，因而溶液的凝固點也逐漸下降。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，本次試驗要求測定已知濃度溶液的凝固點。如果溶液過冷程度不大，析出固體溶劑量很小，對原始溶液濃度影響不大，則以過冷回升的最高溫度作為該溶液的凝固點。確定凝固點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線并延長使其與曲線的前面部分相交，其交點就是凝固點。3.儀器與試劑凝固點管小攪拌棒凝固點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洗耳球4.實驗步驟方法二：通過作步冷曲線測得純?nèi)軇┖腿芤旱哪厅c（1）檢查測溫探頭，要求潔凈，可以用環(huán)己烷清洗探頭并曬干。準備好所需要的冰水浴。（2）純?nèi)軇┉h(huán)己烷的測定：記錄此時室溫，取25ml的環(huán)己烷放入潔凈的凝固點管中，將測溫探頭插入凝固點管中。將凝固點管放入冰水浴，均勻緩慢的攪拌。觀察溫度變化，當溫度顯示基本不變或變化緩慢時，說明液相中開始析出固相，將精密電子溫差儀歸零。此時為環(huán)己烷的近似凝固點。（3）將凝固點管從冰水浴中拿出，擦干，用手握住溫熱凝固點管使結(jié)晶融化，至溫度示數(shù)為6-7攝氏度。將凝固點管放入作為空氣浴的外套管中，緩慢攪拌。定時讀取溫度示數(shù)，溫差儀沒30s鳴響一次，當樣品管中出現(xiàn)固體時，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）溶液凝固點的測定：精確稱取萘0.1000-0.1200g，小心加入到凝固點管中，使其完全溶解。（5）待萘完全溶解后形成溶液，將凝固點管放入作為空氣浴的外套中，均勻攪拌，定時讀取溫度值，溫差儀每30s鳴響一次。當樣品管中出現(xiàn)固體時再繼續(xù)操作10min。5實驗數(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曲線測得凝固點約為0.474℃溶液的冷卻曲線凝固點大約在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，對摩爾質(zhì)量測定值有何影響?本實驗是通過依數(shù)性來測定分子質(zhì)量的。而離解，締合或是生成配合物均會對粒子數(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