1、凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量一、實驗目的及要求  1用凝固點降低法測定萘的摩爾質(zhì)量；  2加深對稀溶液依數(shù)性的理解；  3學會使用凝固點降低實驗裝置。二、實驗原理非揮發(fā)性溶質(zhì)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)。在溶液濃度很稀時，確定了溶劑的種類和數(shù)量后，溶劑凝固點降低值僅僅取決于所含溶質(zhì)分子的數(shù)目。稀溶液的凝固點降低與溶液成分關(guān)系的公式為：式中：Tf 凝固點降低值，K；T*以絕對值表示的純?nèi)軇┑哪厅c，K；Hm摩爾凝固熱；n1溶劑的物質(zhì)的量（摩爾）；n2溶質(zhì)的物質(zhì)的量（摩爾）。當溶液很稀時，n2n1，則式中：M1溶劑的摩爾質(zhì)量，kg/mol

2、;m2溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)，%；Kf溶劑的凝固點降低常數(shù)，kg.K/mol。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 W1 ，W2的稀溶液的凝固點降低值Tf，則可通過下式計算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量 M2。凝固點降低值的大小，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)在溶劑中的表觀摩爾質(zhì)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。凝固點測定方法是將已知濃度的溶液逐漸冷卻成過冷溶液，然后促使溶液結(jié)晶；當晶體生成時，放出的凝固熱使體系溫度回升，當放熱與散熱達到平衡時，溫度

3、不再改變，此固液兩相達到平衡的溫度，即為溶液的凝固點。本實驗測定純?nèi)軇┖腿芤旱哪厅c之差。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而不變，直至全部凝固，溫度再繼續(xù)下降。其冷卻曲線如圖1中1所示。但實際過程中，由于開始結(jié)晶出的微小晶粒的飽和蒸氣壓大于同溫度下的液體飽和蒸氣壓，所以當液體溫度達到或稍低于其凝固點時，晶體并不析出，這就是所謂的過冷現(xiàn)象。此時若加以攪拌或加入晶種，促使晶核產(chǎn)生，則大量晶體會迅速形成，并放出凝固熱，使體系溫度迅速回升到穩(wěn)定的平衡溫度；待液體全部凝固后溫度再逐漸下降。冷卻曲線如圖1中2所

4、示。圖1 純?nèi)軇┖腿芤旱睦鋮s曲線    溶液的凝固點是該溶液與溶劑的固相共存的平衡溫度，其冷卻曲線與純?nèi)軇┎煌．斢腥軇┠涛龀鰰r，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，冷卻曲線的斜率發(fā)生變化，即溫度的下降速度變慢，如圖1中3所示。本實驗要測定已知濃度溶液的凝固點。如果溶液過冷程度不大，析出固體溶劑的量很少，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，如圖1中4所示。圖2 外推法求純?nèi)軇┖腿芤旱哪厅c    確定凝固點的另一種方法是外推法，如圖2所示，首先記錄繪制純?nèi)軇┡c溶液的冷卻曲

5、線，作曲線后面部分（已經(jīng)有固體析出）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。 三、儀器與試劑儀器：普通溫度計1支；25ml移液管1支；壓片機1臺、精密數(shù)字溫差儀，分析天平。試劑：冰塊、環(huán)己烷（A.R.）、萘（A.R.）。四、實驗步驟1安裝實驗裝置 圖3 凝固點降低裝置圖    檢查測溫探頭，要求潔凈，可以用環(huán)己烷清洗測溫探頭并晾干。    冰水浴槽中準備好冰和水，溫度最好控制在3.5左右。并應經(jīng)常攪拌，不斷加入碎冰，使冰浴溫度基本保持不變。    用移液管取25.00ml（或用0.01g

6、精度的天平稱量20.00g左右）分析純的環(huán)己烷注入已洗凈干燥的凝固點管中，塞緊軟木塞，防止環(huán)已烷揮發(fā)，記下環(huán)已烷的溫度值。注意冰水浴高度要超過凝固點管中環(huán)己烷的液面。    將精密電子溫差儀的測溫探頭擦干、插入凝固點管中，注意測溫探頭應位于環(huán)己烷的中間位置。    檢查攪拌桿，使之能順利上下攪動，不與測溫探頭和管壁接觸摩擦。2環(huán)己烷凝固點的測定    先粗測凝固點，將凝固點管直接浸入冰水浴中，平穩(wěn)攪拌使之冷卻，當開始有晶體析出時，迅速取出測定管，擦干管外冰水，放入外套管中繼續(xù)緩慢攪拌，觀察溫差測量儀的數(shù)顯

7、值，待溫度較穩(wěn)定溫差儀的示值變化不大時，也就是環(huán)己烷的近似凝固點參考值。    取出凝固點管，用手微熱，使結(jié)晶完全熔化（不要加熱太快太高）。然后將凝固點管放入冰水浴中，均勻攪拌，使環(huán)已烷迅速冷卻。當溫度降到比近似凝固點高0.5K時，迅速將凝固點管從冰水浴中拿出，擦干，放入外套管中繼續(xù)冷卻到比近似凝固點低 0.20.3 K，開始輕輕攪拌，此時過冷液體因結(jié)晶放熱而使溫度回升，此穩(wěn)定的最高溫度即為純環(huán)己烷的凝固點。使結(jié)晶熔化，重復操作，直到取得三個偏差不超過 ±0.005 K 的數(shù)據(jù)為止。3溶液凝固點的測定     用分析天平稱量

8、壓成片狀的萘0.060.10g，小心地從凝固點支管加入凝固點管中，攪拌使之全部溶解。    同上法先測定溶液的近似凝固點，再準確測量精確凝固點，注意最高點出現(xiàn)的時間很短，需仔細觀察。測定過程中冷度不得超過0.2K，偏差不得超過0.005K。    注意：判斷樣品管中是否出現(xiàn)固體，不是直接觀察樣品管里面，而是從記錄的溫度數(shù)據(jù)上判斷，即溫度由下降較快變?yōu)橄陆递^慢的轉(zhuǎn)折處。重復本步驟1次。4結(jié)束整理     關(guān)閉儀器電源，斷開各電源連接線，拆卸凝固點實驗裝置，將凝固點管洗凈后用蒸餾水蕩洗，置于烘箱中烘干。凝固點

9、裝置的其它部件放入儀器箱內(nèi)。 五、注意事項1實驗時應將測溫探頭擦干后再插入凝固點管。不使用時注意妥善保護測溫探頭。 2加入固體樣品時要小心，勿粘在壁上或撒在外面，以保證量的準確性。 3熔化樣品和溶解溶質(zhì)時切勿升溫過高，以防超出溫差儀量程。 六、數(shù)據(jù)記錄與處理1數(shù)據(jù)記錄     室溫：_；大氣壓：_Pa。溶劑溶液時間溫度時間溫度時間溫度時間溫度時間溫度時間溫度2數(shù)據(jù)處理     根據(jù)公式 /(gcm-3)=0.7971-0.8879×10-3 t/ 計算室溫 t 時環(huán)己烷的密度。    根據(jù)所記錄的時間溫度數(shù)據(jù)，繪制純?nèi)軇┖腿芤旱牟嚼淝€。