凝固點降低法測分子量

關(guān)于凝固點降低法測分子量一.實驗?zāi)康?1.測定環(huán)己烷的凝固點降低值，計算萘的分子量。2.掌握溶液凝固點的測定技術(shù)。3.技能要求：掌握冰點降低測定管、數(shù)字溫差儀的使

用方法，實驗數(shù)據(jù)的作圖處理方法。第2頁,共18頁，2024年2月25日，星期天二、預(yù)習(xí)要求1.了解凝固點降低法測分子量的原理。2.了解測定凝固點的方法。3.熟悉溫差測量儀的使用。4第3頁,共18頁，2024年2月25日，星期天三、實驗原理1、凝固點降低法測分子量的原理

化合物的分子量是一個重要的物理化學(xué)參數(shù)。用凝固點降低法測定物質(zhì)的分子量是一種簡單而又比較準(zhǔn)確的方法。稀溶液有依數(shù)性，凝固點降低是依數(shù)性的一種表現(xiàn)。稀溶液的凝固點降低（對析出物是純?nèi)軇┑捏w系）與溶液中物質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)的關(guān)系式為：5ΔTf

=Tf

*-

Tf

=KfmB

(1)

*式中，Tf*為純?nèi)軇┑哪厅c，Tf為溶液的凝固點，mB為溶液中溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度，Kf為溶劑的質(zhì)量摩爾凝固點降低常數(shù)，它的數(shù)值僅與溶劑的性質(zhì)有關(guān)。第4頁,共18頁，2024年2月25日，星期天6已知某溶劑的凝固點降低常數(shù)Kf,并測得溶液的凝固點降低值ΔT，若稱取一定量的溶質(zhì)WB(g)和溶劑WA(g)，配成稀溶液，則此溶液的質(zhì)量摩爾濃度mB為:將(2)式代入(1)式，則：(2)(3)第5頁,共18頁，2024年2月25日，星期天7因此，只要稱得一定量的溶質(zhì)（WB）和溶劑（WA）配成一稀溶液，分別測純?nèi)軇┖拖∪芤旱哪厅c，求得ΔTf，再查得溶劑的凝固點降低常數(shù)，代入(3)式即可求得溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。*當(dāng)溶質(zhì)在溶液里有解離、締合、溶劑化或形成配合物等情況時，不適用上式計算，一般只適用于強電解質(zhì)稀溶液。2、凝固點測量原理

純?nèi)軇┑哪厅c是它的液相和固相共存時的平衡溫度。若將純?nèi)軇┚徛鋮s，理論上得到它的步冷曲線如圖中的A,但純?nèi)軇┑哪厅cTf*溶液的凝固點第6頁,共18頁，2024年2月25日，星期天8但實際的過程往往會發(fā)生過冷現(xiàn)象，液體的溫度會下降到凝固點以下，待固體析出后會慢慢放出凝固熱使體系的溫度回到平衡溫度，待液體全部凝固之后，溫度逐漸下降，如圖中的B。圖中平行于橫坐標(biāo)的CD線所對應(yīng)的溫度值即為純?nèi)軇┑哪厅cTf*。

溶液的凝固點是該溶液的液相與純?nèi)軇┑墓滔嗥胶夤泊娴臏囟?。溶液的凝固點很難精確測量，當(dāng)溶液逐漸冷卻時，其步冷曲線與純?nèi)軇┎煌?，如圖中III、IV。由于有部分溶劑凝固析出，使剩余溶液的濃度增大，因而剩余溶液與溶劑固相的平衡溫度也在下降，冷卻曲線不會出現(xiàn)“平階”，而是出現(xiàn)一轉(zhuǎn)折點，該點所對應(yīng)的溫度即為凝固點（III曲線的形狀）。當(dāng)出現(xiàn)過冷時，則出現(xiàn)圖IV的形狀，此時可以將溫度回升的最高值近似的作為溶液的凝固點。第7頁,共18頁，2024年2月25日，星期天在測量過程中，析出的固體越少越好，以減少溶液濃度的變化，才能準(zhǔn)確測定溶液的凝固點。若過冷太甚，溶劑凝固越多，溶液的濃度變化太大，就會出現(xiàn)圖中V曲線的形狀，使測量值偏低。在過程中可通過加速攪拌、控制過冷溫度，加入晶種等控制冷,同時需要按照圖中曲線V所示的方法校正。93、測量過程中過冷的影響第8頁,共18頁，2024年2月25日，星期天四、儀器藥品10SWC-LG凝固點測定儀1套;

數(shù)字貝克曼溫度計;普通溫度計(0℃～50℃);移液管(50mL)1只；洗耳球；精密溫度計、分析天平、臺秤、燒杯;純萘環(huán)己烷（分析純）20mL移液管一支碎冰

第9頁,共18頁，2024年2月25日，星期天1.貝克曼溫度計；2.內(nèi)管攪棒；3.投料支管；4.冷凍管；5.空氣套管;6.寒劑攪棒；7.冰槽；8.溫度計。圖凝固點測定儀11第10頁,共18頁，2024年2月25日，星期天五、實驗步驟121、接好傳感器,插入電源。2、打開電源開關(guān)，溫度顯示為實時溫度，溫差顯示為以20度

為基準(zhǔn)的差值（但在10度以下顯示的是實際溫度）。3、鎖定基溫選擇量程：將傳感器插入水浴槽，調(diào)節(jié)寒劑溫度

低于測定溶液凝固點的2-3度，此實驗寒劑溫度為3.5-4.5度

，然后將空氣套管插入槽中，按下鎖定鍵。4、用20ml移液管準(zhǔn)確移取20ml環(huán)己烷加入凝固點測定試管中

，橡膠塞塞緊，插入傳感器。5、將凝固點試管直接插入寒劑槽中，觀察溫差，直至溫度顯

示穩(wěn)定不變，此時溫度就是環(huán)己烷的初測凝固點。第11頁,共18頁，2024年2月25日，星期天136、取出凝固點測定試管，用掌心加熱使環(huán)己烷熔化，再次

插入寒劑槽中，緩慢攪拌，當(dāng)溫度降低到高于初測凝固

點的0.5度時，迅速將試管取出、擦干，插入空氣套管中

，記錄溫度顯示數(shù)值。每15秒記錄一次溫度。8、溶液凝固點測定：稱取0.15-0.20g萘片加入凝固點測定試

管，待完全溶解后，重復(fù)以上6、7、8步驟。*攪拌速度調(diào)節(jié)：剛開始緩慢攪拌，在溫度低于初測凝固點時，加速攪

拌，待溫度上升時，又恢復(fù)緩慢攪拌。7、重復(fù)第6步平行再做2次。9、實驗結(jié)束，拔掉電源插頭。第12頁,共18頁，2024年2月25日，星期天14六、注意事項1、在測量過程中，析出的固體越少越好，以減少溶液濃度

的變化，才能準(zhǔn)確測定溶液的凝固點。若過冷太甚，溶

劑凝固越多，溶液的濃度變化太大，使測量值偏低。在

過程中可通過加速攪拌、控制過冷溫度，加入晶種等控

制過冷度。2、攪拌速度的控制和溫度溫差儀的粗細(xì)調(diào)的固定是做好本

實驗的關(guān)鍵，每次測定應(yīng)按要求的速度攪拌，并且測溶

劑與溶液凝固點時攪拌條件要完全一致。溫度-溫差儀的

粗細(xì)調(diào)一經(jīng)確定，整個實驗過程中不能再變。第13頁,共18頁，2024年2月25日，星期天3、純水過冷度約0.7℃～1℃(視攪拌快慢)，為了減少過冷度

，而加入少量晶種，每次加入晶種大小應(yīng)盡量一致。154、冷卻溫度對實驗結(jié)果也有很大影響，過高會導(dǎo)致冷卻太

慢，過低則測不出正確的凝固點。第14頁,共18頁，2024年2月25日，星期天*實驗關(guān)鍵：1、攪拌速率。2、冰水浴寒劑溫度控制，測環(huán)己烷控制在4.5-3.5度左右

，要攪拌，溫度均勻；測環(huán)己烷+萘，寒劑控制在2.5-1.5度左右，攪拌均勻。3、精測的開始溫度控制在粗測凝固點以上的0.5度左右。

如7.1度，5.0度開始。4、每15秒測定一次溫度數(shù)據(jù)，大概測定時間在10分鐘以內(nèi)。5、每個凝固點測定3次，共6次，凝固點求平均值，再求凝固

點的降低。16第15頁,共18頁，2024年2月25日，星期天七、數(shù)據(jù)處理17環(huán)己烷純?nèi)軇┮淮味稳纹骄鶞囟茸畹?.5034.5774.5354.538最高4.7614.7364.7734.757環(huán)己烷+萘（0.1913g）一次二次三次平均溫度最低3.0093.0122.9752.999最高3.1913.1813.1703.181第16頁,共18頁，2024年2月25日，星期天1、當(dāng)溶質(zhì)在溶液中有離解、締合和生成配合的情況時，對其摩爾質(zhì)量的測定值有何影響？八、思考問題18

由于凝固點下降公式是對于理想溶液和濃度很小的稀溶液，要求溶質(zhì)在溶劑中只存在一種形式，如果溶