凝固点降低法测分子量

关于凝固点降低法测分子量一.实验目的31.测定环己烷的凝固点降低值，计算萘的分子量。2.掌握溶液凝固点的测定技术。3.技能要求：掌握冰点降低测定管、数字温差仪的使

用方法，实验数据的作图处理方法。第2页,共18页，2024年2月25日，星期天二、预习要求1.了解凝固点降低法测分子量的原理。2.了解测定凝固点的方法。3.熟悉温差测量仪的使用。4第3页,共18页，2024年2月25日，星期天三、实验原理1、凝固点降低法测分子量的原理

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而又比较准确的方法。稀溶液有依数性，凝固点降低是依数性的一种表现。稀溶液的凝固点降低（对析出物是纯溶剂的体系）与溶液中物质的摩尔分数的关系式为：5ΔTf

=Tf

*-

Tf

=KfmB

(1)

*式中，Tf*为纯溶剂的凝固点，Tf为溶液的凝固点，mB为溶液中溶质B的质量摩尔浓度，Kf为溶剂的质量摩尔凝固点降低常数，它的数值仅与溶剂的性质有关。第4页,共18页，2024年2月25日，星期天6已知某溶剂的凝固点降低常数Kf,并测得溶液的凝固点降低值ΔT，若称取一定量的溶质WB(g)和溶剂WA(g)，配成稀溶液，则此溶液的质量摩尔浓度mB为:将(2)式代入(1)式，则：(2)(3)第5页,共18页，2024年2月25日，星期天7因此，只要称得一定量的溶质（WB）和溶剂（WA）配成一稀溶液，分别测纯溶剂和稀溶液的凝固点，求得ΔTf，再查得溶剂的凝固点降低常数，代入(3)式即可求得溶质的摩尔质量。*当溶质在溶液里有解离、缔合、溶剂化或形成配合物等情况时，不适用上式计算，一般只适用于强电解质稀溶液。2、凝固点测量原理

纯溶剂的凝固点是它的液相和固相共存时的平衡温度。若将纯溶剂缓慢冷却，理论上得到它的步冷曲线如图中的A,但纯溶剂的凝固点Tf*溶液的凝固点第6页,共18页，2024年2月25日，星期天8但实际的过程往往会发生过冷现象，液体的温度会下降到凝固点以下，待固体析出后会慢慢放出凝固热使体系的温度回到平衡温度，待液体全部凝固之后，温度逐渐下降，如图中的B。图中平行于横坐标的CD线所对应的温度值即为纯溶剂的凝固点Tf*。

溶液的凝固点是该溶液的液相与纯溶剂的固相平衡共存的温度。溶液的凝固点很难精确测量，当溶液逐渐冷却时，其步冷曲线与纯溶剂不同，如图中III、IV。由于有部分溶剂凝固析出，使剩余溶液的浓度增大，因而剩余溶液与溶剂固相的平衡温度也在下降，冷却曲线不会出现“平阶”，而是出现一转折点，该点所对应的温度即为凝固点（III曲线的形状）。当出现过冷时，则出现图IV的形状，此时可以将温度回升的最高值近似的作为溶液的凝固点。第7页,共18页，2024年2月25日，星期天在测量过程中，析出的固体越少越好，以减少溶液浓度的变化，才能准确测定溶液的凝固点。若过冷太甚，溶剂凝固越多，溶液的浓度变化太大，就会出现图中V曲线的形状，使测量值偏低。在过程中可通过加速搅拌、控制过冷温度，加入晶种等控制冷,同时需要按照图中曲线V所示的方法校正。93、测量过程中过冷的影响第8页,共18页，2024年2月25日，星期天四、仪器药品10SWC-LG凝固点测定仪1套;

数字贝克曼温度计;普通温度计(0℃～50℃);移液管(50mL)1只；洗耳球；精密温度计、分析天平、台秤、烧杯;纯萘环己烷（分析纯）20mL移液管一支碎冰

第9页,共18页，2024年2月25日，星期天1.贝克曼温度计；2.内管搅棒；3.投料支管；4.冷冻管；5.空气套管;6.寒剂搅棒；7.冰槽；8.温度计。图凝固点测定仪11第10页,共18页，2024年2月25日，星期天五、实验步骤121、接好传感器,插入电源。2、打开电源开关，温度显示为实时温度，温差显示为以20度

为基准的差值（但在10度以下显示的是实际温度）。3、锁定基温选择量程：将传感器插入水浴槽，调节寒剂温度

低于测定溶液凝固点的2-3度，此实验寒剂温度为3.5-4.5度

，然后将空气套管插入槽中，按下锁定键。4、用20ml移液管准确移取20ml环己烷加入凝固点测定试管中

，橡胶塞塞紧，插入传感器。5、将凝固点试管直接插入寒剂槽中，观察温差，直至温度显

示稳定不变，此时温度就是环己烷的初测凝固点。第11页,共18页，2024年2月25日，星期天136、取出凝固点测定试管，用掌心加热使环己烷熔化，再次

插入寒剂槽中，缓慢搅拌，当温度降低到高于初测凝固

点的0.5度时，迅速将试管取出、擦干，插入空气套管中

，记录温度显示数值。每15秒记录一次温度。8、溶液凝固点测定：称取0.15-0.20g萘片加入凝固点测定试

管，待完全溶解后，重复以上6、7、8步骤。*搅拌速度调节：刚开始缓慢搅拌，在温度低于初测凝固点时，加速搅

拌，待温度上升时，又恢复缓慢搅拌。7、重复第6步平行再做2次。9、实验结束，拔掉电源插头。第12页,共18页，2024年2月25日，星期天14六、注意事项1、在测量过程中，析出的固体越少越好，以减少溶液浓度

的变化，才能准确测定溶液的凝固点。若过冷太甚，溶

剂凝固越多，溶液的浓度变化太大，使测量值偏低。在

过程中可通过加速搅拌、控制过冷温度，加入晶种等控

制过冷度。2、搅拌速度的控制和温度温差仪的粗细调的固定是做好本

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完全一致。温度-温差仪的

粗细调一经确定，整个实验过程中不能再变。第13页,共18页，2024年2月25日，星期天3、纯水过冷度约0.7℃～1℃(视搅拌快慢)，为了减少过冷度

，而加入少量晶种，每次加入晶种大小应尽量一致。154、冷却温度对实验结果也有很大影响，过高会导致冷却太

慢，过低则测不出正确的凝固点。第14页,共18页，2024年2月25日，星期天*实验关键：1、搅拌速率。2、冰水浴寒剂温度控制，测环己烷控制在4.5-3.5度左右

，要搅拌，温度均匀；测环己烷+萘，寒剂控制在2.5-1.5度左右，搅拌均匀。3、精测的开始温度控制在粗测凝固点以上的0.5度左右。

如7.1度，5.0度开始。4、每15秒测定一次温度数据，大概测定时间在10分钟以内。5、每个凝固点测定3次，共6次，凝固点求平均值，再求凝固

点的降低。16第15页,共18页，2024年2月25日，星期天七、数据处理17环己烷纯溶剂一次二次三次平均温度最低4.5034.5774.5354.538最高4.7614.7364.7734.757环己烷+萘（0.1913g）一次二次三次平均温度最低3.0093.0122.9752.999最高3.1913.1813.1703.181第16页,共18页，2024年2月25日，星期天1、当溶质在溶液中有离解、缔合和生成配合的情况时，对其摩尔质量的测定值有何影响？八、思考问题18

由于凝固点下降公式是对于理想溶液和浓度很小的稀溶液，要求溶质在溶剂中只存在一种形式，如果溶