试验凝固点降低法测定分子量VIP免费

物理化学实验实验9凝固点降低法测分子量一、实验目的及要求1、用凝固点降低法测定环己烷的摩尔质量。2、正确使用数字贝克曼（Beckmann）温度计，掌握溶液凝固点的测量技术。3、通过本实验加深对稀溶液依数性的理解。二、实验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又比较准确的方法。固体溶剂与溶液成平衡的温度称为溶液的凝固点。含非挥发性溶质的双组分稀溶液的凝固点低于纯溶剂的凝固点。凝固点降低是稀溶液依数性质的一种表现。当确定了溶剂的种类和数量后，溶剂凝固点降低值仅取决于所含溶质分子数目。对于理想溶液，根据相平衡条件，稀溶液的凝固点降低与溶液成分关系由范霍夫（van’tHoff）凝固点降低公式给出TfR(Tf*)2nA（2.1）nAnBfHm(A)式中，△Tf为凝固点降低值；Tf*为纯溶剂的凝固点；△fHm(A)为摩尔凝固点热；nA和nB分别为溶剂和溶质的物质的量。当溶液浓度很稀时，nB≤nA，则R(Tf*)2nBTfMAmBKfmBfHm(A)nAfHm(A)R(Tf*)2(2.2)式中，MA为溶剂的摩尔质量；mB为溶质的质量摩尔浓度；Kf即称为质量摩尔凝固点降低常数。如果已知溶剂的凝固点降低常数Kf，并测得此溶液的凝固点降低值△Tf，以及溶剂和溶质的质量WA、WB，则溶质的摩尔质量由下式求得mBKfWB(2.3)TfWA应该注意，如溶质在溶液中有解离、缔合、溶剂化和配合物形成等情况时，不能简单地运用公式（2.3）计算溶质的摩尔质量。显然，溶液凝固点降低法可用于溶液热力学性质的研究，例如电解质的电离度、溶质的缔合度、溶剂的渗透系数和活度系数等。凝固点测定方法是将已知浓度的溶液逐步冷却成过冷溶液，然后促使溶液结晶；当晶体生成时，放出的凝固热使体系温度回升，当放热与散热达成平衡时，温度不再改变，此固液两相达成平衡的温度，即为溶液的凝固点。本实验测定纯溶剂和溶液的凝固点之差。纯溶剂的凝固点是它的液相和固相共存的平衡温度。若将纯溶剂逐步冷却，理论上其冷却曲线（或称步冷曲线）应如图2—1(Ⅰ)所示。但是实际过程中往往发生过冷现象，即在过冷而开始析出固体时，放出的凝固热才使体系的温度回升到平衡温度，待液体全部凝固后，温度再逐步下降，其步冷曲线呈图2—1(Ⅱ)形状。过冷太甚，会出现如图2—1(Ⅲ)的形状。溶液凝固点的精确测量，难度较大。当将溶液逐步冷却时，其步冷曲线与纯溶剂不同，见图2—1(Ⅳ)、(Ⅴ)、(Ⅵ)。由于溶液冷却时有部分出，使剩余溶液的浓度逐渐增大，与溶剂固相的平衡温度也在逐渐下2—1(Ⅳ)的形状。通常发生稍有过冷如图2—1(Ⅴ)的形状，此时可将温度t图2—1步冷曲线示意图溶剂凝固而析因而剩余溶液降，出现如图现象，则出现回升的最高值1物理化学实验近似地作为溶液的凝固点。若过冷太甚，凝固的溶剂过多，溶液的浓度变化过大，则出现图2—1(Ⅵ)的形状，则测得的凝固点将偏低，必然会影响溶质的测定结果。因此在测量过程中应该设法控制适当的过冷程度，一般可通过控制寒剂的温度、搅拌速度等方法来达到。严格地说，纯溶剂和溶液的冷却曲线，均应通过外推法求得凝Tf*点和Tf。如图2—1(Ⅲ)曲线应以平台段温度为准。如图2—1(Ⅵ)曲线，则可以将凝固后固相的冷却曲线向上外推至与液相段相交，并以此交点温度作为凝固点。有关讨论可参见有关章节。三、仪器与试剂凝固点测定仪1套；数字式贝克曼温度计1台；普通温度计1支；25mL移液管1支；秒表1只环己烷(分析纯)；碎冰。四、实验步骤1、仪器安装冰水装入量控制在如图2—2位置。2、调节数字贝克曼温度计将数字贝克曼温度计仪器电源打开，使其处于“温度-温差”测量状态（参见附录），预热10min以上。在将温度传感器插入样品试管内使它处于室温状态。3、调节寒剂的温度调节冰水的量使寒剂的温度为3.5℃左右（寒剂的温度以不低于所测溶液凝固点3℃为宜）。实验时寒剂应经常搅拌并间断地补充少量的碎冰，使寒剂温度基本保持不变。4、溶剂凝固点的粗测用移液管准确吸取25mL环已烷，加入凝固点管，加入的环已烷要足够浸没贝克曼温度计的传感器50mm，但也不要太多，注意不要使环已烷溅在管壁上。塞紧软木塞，以避免环已烷挥发，并记下溶剂温度。先将盛...