1、凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?用凝固點(diǎn)降低法測(cè)定萘的摩爾質(zhì)量。2掌握用貝克曼法測(cè)定溶液凝固點(diǎn)降低的方法。3能熟練地調(diào)節(jié)和使用精密電子溫差測(cè)量?jī)x。4訓(xùn)練間接誤差計(jì)算方法。二、實(shí)驗(yàn)原理理想稀薄溶液具有依數(shù)性。凝固點(diǎn)降低就是依數(shù)性的一種表現(xiàn)。即對(duì)一定量的某溶劑，其理想稀薄溶液凝固點(diǎn)下降的數(shù)值只與所含溶質(zhì)的粒子數(shù)目有關(guān)，而與溶質(zhì)的特性無(wú)關(guān)。假設(shè)溶質(zhì)在溶液中不發(fā)生締合和分解，也不與固態(tài)純?nèi)軇┥晒倘荏w，則由熱力學(xué)理論出發(fā)，可以導(dǎo)出理想稀薄溶液的凝固點(diǎn)降低Tf與溶質(zhì)質(zhì)量摩爾濃度bB之間的關(guān)系：（1）或（2）由此可導(dǎo)出計(jì)算溶質(zhì)摩爾質(zhì)量MB的公式（3）以上幾式中，分別為純?nèi)軇?、溶液的凝固點(diǎn)，K；mA、

2、mB分別為溶劑、溶質(zhì)的質(zhì)量kg;Kf一一溶劑的凝固點(diǎn)下降常數(shù),Kkgmol-1;MB溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量，kgmol-1.若已知Kf，測(cè)得Tf，便可用(3)式求得MB。也可由(2)式通過(guò)Tf-mB，線性回歸以斜率求得MB。凝固點(diǎn)降低的測(cè)定方法有下列幾種：1平衡法這是最準(zhǔn)確的方法。先測(cè)純?nèi)軇┑囊后w和因體兩相平衡的溫度，再測(cè)溶液與純?nèi)軇┕腆w兩相平衡的溫度，同時(shí)取一定量平衡時(shí)之液相，分析其濃度。2Rast法樟腦的Kf值特別大，因此很容易得到較大的Tf,，這樣便可用普通溫度計(jì)測(cè)定凝固點(diǎn)降低。3貝克曼法即過(guò)冷法)本實(shí)驗(yàn)即采用此法。過(guò)冷法是將液體逐漸冷卻，當(dāng)液體溫度到達(dá)或稍低于其凝固點(diǎn)時(shí)，由于新相形成需要一定的

3、能量，故結(jié)晶并不析出，這就是所謂過(guò)冷現(xiàn)象。若此時(shí)加以攪拌或加入品種，促使晶核產(chǎn)生，則大量晶體會(huì)很快形成，并放出凝固潛熱，使系統(tǒng)溫度迅速回升。溫度上升的最高點(diǎn)即為凝固點(diǎn)。對(duì)純?nèi)軇﹣?lái)說(shuō)，在定壓條件下凝固點(diǎn)是固定不變的，因?yàn)榇藭r(shí)自由度為0，見圖41(a)，待純?nèi)軇┤磕毯鬁囟炔艜?huì)下降。而溶液的凝固點(diǎn)則不是一個(gè)恒定值。若將溶液逐步冷卻，其冷卻曲線與純?nèi)軇├鋮s曲線不同，見圖41(b)。因此測(cè)量溶液凝固點(diǎn)時(shí)，決不能過(guò)冷太多。如過(guò)冷很多則應(yīng)測(cè)出冷卻曲線，按圖41(b)所示的方法進(jìn)行校正。三、儀器與藥品生產(chǎn)廠家南大萬(wàn)和詳見1.FPD-2A凝固點(diǎn)降低試驗(yàn)裝置：JDW-3F精密溫差測(cè)量?jī)xFPD-2A凝固點(diǎn)（冰點(diǎn)

4、儀）攪拌裝置，凝固點(diǎn)下降專用玻璃，南京大學(xué)應(yīng)用物理研究所專用實(shí)驗(yàn)軟件2.FPD-3A凝固點(diǎn)降低試驗(yàn)裝置：JDT-4B精密溫度溫差測(cè)量?jī)x（含加接口）FPD-2A凝固點(diǎn)（冰點(diǎn)儀）；攪拌裝置，凝固點(diǎn)下降專用玻璃，南京大學(xué)應(yīng)用物理研究所專用實(shí)驗(yàn)軟件3.FPD-3B凝固點(diǎn)降低試驗(yàn)裝置：FPD-3B凝固點(diǎn)降低試驗(yàn)裝置；攪拌裝置，凝固點(diǎn)下降專用玻璃，南京大學(xué)應(yīng)用物理研究所專用實(shí)驗(yàn)軟件 4.FPD-4A凝固點(diǎn)降低試驗(yàn)裝置（半導(dǎo)體制冷）：FPD-4A凝固點(diǎn)降低試驗(yàn)裝置（半導(dǎo)體制冷）；南京大學(xué)應(yīng)用物理研究所專用實(shí)驗(yàn)軟件凝固點(diǎn)降低實(shí)驗(yàn)裝置1套；精密電子溫差測(cè)量?jī)x、普通溫度計(jì)(0一25)各1支；25m1移液管1支；分

5、析天平l臺(tái)，放大鏡1個(gè)。分析純的苯、萘。四、實(shí)驗(yàn)步驟1調(diào)節(jié)精密電子溫差測(cè)量?jī)x按照附錄中儀器3的方法調(diào)節(jié)精密電子溫差測(cè)量?jī)x，使純苯的凝固點(diǎn)55位于精密電子溫差測(cè)量?jī)x的3。附近。2安裝實(shí)驗(yàn)裝置圖42為凝固點(diǎn)降低實(shí)驗(yàn)裝置。冰水浴槽中裝入三分之二的冰和三分之一的水，使浴槽溫度在2以下。用移液管取25ml分析純的苯放入內(nèi)套管里。注意冰水面要高于內(nèi)套管中的苯液面。將精密電子溫差測(cè)量?jī)x擦干插入內(nèi)套管，檢查攪拌棒，使它能上下自由運(yùn)動(dòng)而不摩擦溫度計(jì)。3測(cè)定純?nèi)軇┍降哪厅c(diǎn)先測(cè)近似凝固點(diǎn)。將內(nèi)套管直接浸入冰水浴中，快速攪拌。當(dāng)液溫下降幾乎停頓時(shí)，取出內(nèi)套管，放入外套管內(nèi)繼續(xù)攪拌，記下最后穩(wěn)定的溫度值，即是近似凝固

6、點(diǎn)。不必重復(fù)。取出內(nèi)套管，不斷攪拌，用手微熱，使結(jié)晶完全熔化。將內(nèi)套管在冰水中浸一下后立即放入外套管內(nèi)，快速攪拌，此時(shí)苯液溫度下降。當(dāng)溫度降至凝固點(diǎn)以上0.2時(shí)停止攪拌，液溫繼續(xù)下降。過(guò)冷到凝固點(diǎn)以下0.5時(shí)迅速攪拌，溫度先下降后迅速上升，用放大鏡讀出穩(wěn)定的最高溫度，即為苯的凝固點(diǎn)。重復(fù)測(cè)定，直到取得三個(gè)偏差不超過(guò)0.005的數(shù)據(jù)為止。4測(cè)定溶液的凝固點(diǎn)用分析天平稱量約0.3g的萘片，放入內(nèi)套管并攪拌使萘片全部溶解。同上法先測(cè)定溶液的近似凝固點(diǎn)，再準(zhǔn)確測(cè)定凝固點(diǎn)。測(cè)定過(guò)程中過(guò)冷不得超過(guò)0.2。苯液用畢須倒入回收瓶。5苯的密度苯的密度可以下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算/（kgm-3）=900.05-1.06

7、36（t/）0.0376103（t/）五、關(guān)鍵操作及注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)所用的內(nèi)套管必須潔凈、干燥。調(diào)好精密電子溫差測(cè)量?jī)x后一定要先擦去水銀球上的水，然后再插入已經(jīng)冷卻的內(nèi)套管。2苯易揮發(fā)，對(duì)結(jié)果有較大影響，因此要先做好準(zhǔn)備工作再移液，并要馬上蓋好塞子。3冷卻過(guò)程中的攪拌要充分，但不可使攪拌槳超出液面，以免把樣品濺在器壁上。4結(jié)品必須完全熔化。在熔化過(guò)程中切勿使精密電子溫差測(cè)量?jī)x溫升過(guò)高、水銀球超過(guò)頂端。六、數(shù)據(jù)處理1計(jì)算萘的摩爾質(zhì)量，并與文獻(xiàn)值比較，求其百分誤差。若誤差超過(guò)3，實(shí)驗(yàn)須重做。注意精密電子溫差測(cè)量?jī)x測(cè)出的Tf要校正。校正方法見附錄中儀器3。2考慮稱量、移液和溫度測(cè)量三項(xiàng)誤差來(lái)源，進(jìn)行誤差計(jì)算，并分析主要誤差來(lái)源。七、思考與討論1原理中計(jì)算公式的導(dǎo)出作了哪些近似處理，如何判斷本實(shí)驗(yàn)中這些假設(shè)的合理性?2本實(shí)驗(yàn)所使用的測(cè)溫儀器精密電子溫差測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)思想是什么?請(qǐng)?zhí)岢銎渌鼫y(cè)溫方案。3