凝固點(diǎn)降低法

測(cè)摩爾質(zhì)量

目的要求1．了解凝固點(diǎn)降低法測(cè)定溶質(zhì)摩爾質(zhì)量的原理和方法，加深對(duì)稀溶液依數(shù)性的認(rèn)識(shí)。2．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的作圖處理方法

凝固點(diǎn)降低法測(cè)定溶質(zhì)摩爾質(zhì)量的原理

溫度計(jì)的讀數(shù)及冰水混合物溫度控制

重點(diǎn)：難點(diǎn)：1.純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)它的液相和固相共存時(shí)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，逐步冷卻時(shí)，未凝固時(shí)溫度隨時(shí)間的推延而均勻下降，開始凝固時(shí)，放出的凝固熱補(bǔ)償了熱損，體系保持液固兩相共存，平衡溫度不變。此時(shí)，自由度f(wàn)*=1-2+1=0但實(shí)際的過程往往會(huì)發(fā)生過冷現(xiàn)象，液體的溫度會(huì)下降到凝固點(diǎn)以下，待固體析出后會(huì)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B實(shí)驗(yàn)原理

溶液的凝固點(diǎn)很難精確測(cè)量，當(dāng)溶液逐漸冷卻時(shí)，其步冷曲線與純?nèi)軇┎煌?。如圖中c、d。由于有部分溶劑凝固析出，使剩余溶液的濃度增大，溶液凝固點(diǎn)降低，自由度f(wàn)*=2-2=1=1。因而剩余溶液與溶劑固相的平衡溫度也在下降，就會(huì)出現(xiàn)c曲線的形狀，通常也會(huì)有稍過冷的d曲線形狀。此時(shí)可以將溫度回升的最高值近似的作為溶液的凝固點(diǎn)。2.溶液的凝固點(diǎn)是該溶液的液相與純?nèi)軇┑墓滔嗥胶夤泊娴臏囟?。在測(cè)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(cè)定溶液的凝固點(diǎn)。若過冷太甚，溶劑凝固越多，溶液的濃度變化太大，就會(huì)出現(xiàn)圖中e曲線的形狀，使測(cè)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。3.測(cè)量過程中過冷的影響

凝固點(diǎn)的測(cè)定可采用過冷法

純液體的冷卻曲線溶液的冷卻曲線實(shí)驗(yàn)原理Tf*：純?nèi)軇〢的凝固點(diǎn)Tf：溶液的凝固點(diǎn)ΔTf：為凝固點(diǎn)降低值

bB：質(zhì)量摩爾濃度MA:溶劑A的摩爾質(zhì)量Kf:凝固點(diǎn)降低常數(shù)，單位為K?kg?mol-1儀器和試劑

1.儀器：精密溫度溫差計(jì)、凝固點(diǎn)測(cè)定儀，分析天平2.藥品：蔗糖、食鹽、蒸餾水

實(shí)驗(yàn)步驟1.純水凝固點(diǎn)的測(cè)定2.蔗糖-水溶液凝固點(diǎn)的測(cè)定純水凝固點(diǎn)的測(cè)定

a)安裝裝置如圖。移取15.00mL水于試管中，插入溫度計(jì)和攪拌棒，調(diào)整數(shù)字溫度溫差計(jì)的測(cè)溫探頭，式探頭頂端處于液體的中下部，待讀數(shù)趨于穩(wěn)定后，按下置零按鈕。

b)用食鹽和冰調(diào)節(jié)寒劑的溫度-30C左右. c)將試管插入裝有冰鹽混合物（注意溫度和高度）的大燒杯中。開始記錄時(shí)間并上下移動(dòng)攪拌棒，每隔30s記錄一次溫度。d)當(dāng)溫度升高，啟動(dòng)快速攪拌棒，并迅速拿出試管，放進(jìn)空氣套管中，空氣套管放在冰鹽浴中，直至溫度不再隨時(shí)間而變化，改用慢速攪拌。e)取出試管，用手捂熱試管下部，待冰完全熔化后，再放入冰鹽浴中，重復(fù)測(cè)定兩次，取其平均值。準(zhǔn)確稱取蔗糖約0.2g，倒入裝有15.00mL水的試管中，插入溫度計(jì)和攪拌棒，用手溫?zé)嵩嚬懿⒊浞謹(jǐn)嚢瑁拐崽峭耆芙?。?步實(shí)驗(yàn)方法和要求，測(cè)定蔗糖-水溶液的凝固點(diǎn)。一直記錄到溫度明顯下降。重復(fù)測(cè)定蔗糖-水溶液的凝固點(diǎn)，取其平均值。

2.蔗糖－

水溶液凝固點(diǎn)的測(cè)定凝固點(diǎn)測(cè)定裝置回至第9張數(shù)據(jù)記錄和處理

1.分別將純水，蔗糖-水溶液的凝固點(diǎn)測(cè)定結(jié)果列于下表中。t(min)0.511.522.5……溫度

2.以溫度為縱坐標(biāo)，時(shí)間為橫坐標(biāo)，作出冷卻曲線圖，求出Tf*，Tf及Tf

。3.計(jì)算蔗糖的摩爾質(zhì)量M注意事項(xiàng)1.攪拌速度的控制是做好本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，每次測(cè)定應(yīng)按要求的速度攪拌，并且測(cè)溶劑與溶液凝固點(diǎn)時(shí)攪拌條件要完全一致。準(zhǔn)確讀取溫度也是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵所在，應(yīng)讀準(zhǔn)至小數(shù)點(diǎn)后第三位。2.寒劑溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也有很大影響，過高會(huì)導(dǎo)致冷卻太慢，過低則測(cè)不出正確的凝固點(diǎn)。3.在測(cè)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(cè)定溶液的凝固點(diǎn)。若過冷太甚，溶劑凝固越多，溶液的濃度變化太大，使測(cè)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。思考題

1.當(dāng)溶質(zhì)在溶液中有離解、締合和生成配合的情況時(shí)，對(duì)其摩爾質(zhì)量的測(cè)定值有何影響？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(shí)，締合和生成配合會(huì)使測(cè)量值偏大，離解會(huì)使測(cè)量值偏小，不適用上式計(jì)算，一般只適用于強(qiáng)電解質(zhì)稀溶液。2.根據(jù)什么原則考慮溶質(zhì)的用量？太多或太少對(duì)測(cè)量結(jié)果有何影響？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.3.用凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾