凝固点降低法测摩尔质量4学时 【目的要求】 1使用凝固点降低法测定萘的摩尔质量。 2.掌握溶液凝固点的测定技术。 3.掌握数字温度温差测量仪器的使用方法。 【预习要求】 1.明确稀溶液依数性的含义 2.了解用凝固点降低法测定溶质摩尔质量的原理和方法。 3.了解温度温差测量仪器的测量原理、使用方法及注意事项。 〖实验原理〗 溶液的凝固点通常指溶剂和溶质不生产固溶体的情况下，固态纯溶剂和液态 溶液成平衡时的温度。当稀溶液凝固析出纯固体溶剂时，则溶液的凝固点低于纯 溶剂的凝固点，其降低值与溶液的质量摩尔浓度成正比。即 △T=T-T=K,bB (2-15) 式中，T,为纯溶剂的凝固点：T,为溶液的凝固点，b。为溶液中的溶质B 的质量摩尔浓度：K,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。 若称取一定的溶质m。(g)和溶剂m,(g),配成稀溶液，则此溶液的质量摩 尔浓度为 b。=m×10 「Mama 式中，M为溶质的分子量。将该式带入式(215)，整理得： M.Km10 (2-15) 若已知某溶液的凝固点降低常数K,值，通过实验测定此溶液的凝固点降低 值△T，,即可计算溶质的分子量M。·
凝固点降低法测摩尔质量- 4 学时 〖目的要求〗 1.使用凝固点降低法测定萘的摩尔质量。 2.掌握溶液凝固点的测定技术。 3.掌握数字温度温差测量仪器的使用方法。 〖预习要求〗 1. 明确稀溶液依数性的含义 2.了解用凝固点降低法测定溶质摩尔质量的原理和方法。 3.了解温度温差测量仪器的测量原理、使用方法及注意事项。 〖实验原理〗 溶液的凝固点通常指溶剂和溶质不生产固溶体的情况下，固态纯溶剂和液态 溶液成平衡时的温度。当稀溶液凝固析出纯固体溶剂时，则溶液的凝固点低于纯 溶剂的凝固点，其降低值与溶液的质量摩尔浓度成正比。即 T T f T f Kf bB = − = * （2-15） 式中， T f * 为纯溶剂的凝固点； T f 为溶液的凝固点， bB 为溶液中的溶质 B 的质量摩尔浓度； K f 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。 若称取一定的溶质 mB (g) 和溶剂 mA (g) ，配成稀溶液，则此溶液的质量摩 尔浓度为 10−3 = M m m b B A B B 式中， M B 为溶质的分子量。将该式带入式（2-15），整理得： 10−3 = T m m M K A B B f （2-15） 若已知某溶液的凝固点降低常数 K f 值，通过实验测定此溶液的凝固点降低 值 T ，即可计算溶质的分子量 M B
纯溶剂的凝固点是其液固共存的平衡温度。通过测定凝固点的方法是将液 体逐渐冷却，理论上，在未凝固前温度将随时间均匀下降，开始凝固后因放出凝 固热而补偿了热损失，体系将保持液固两相共存的平衡温度不变，直到全部凝 固，再继续均匀下降。其冷却曲线如图所示 (a) 时间 图1溶剂与溶液的冷却曲线 溶液的凝固点是溶液与溶剂的固相共存时的平衡温度，其冷却曲线与纯溶剂 不同。当有溶剂凝固析出时，剩余溶液的浓度增大，因而溶液的凝固点也逐渐下 降见图2-11（©）]，如果溶液的过冷程度不大，析出溶剂固体的量对溶液浓度影 响不大，则以过冷回升的温度作凝固点，对测定结果影响不大[见图2-1()]。 如果过冷太甚，凝固的溶剂过多，溶液的浓度变化过大，则出现图2-11()的 情况，这样就会使凝固点的测定结果偏低。 【仪器和试剂】 凝固点测定仪1套：数字温差测量仪1台：磁力搅拌1台：秒表1只：水银 温度计1只：25ml移液管1只。 环己烷(A.R):萘(A.R)
纯溶剂的凝固点是其液-固共存的平衡温度。通过测定凝固点的方法是将液 体逐渐冷却，理论上，在未凝固前温度将随时间均匀下降，开始凝固后因放出凝 固热而补偿了热损失，体系将保持液-固两相共存的平衡温度不变，直到全部凝 固，再继续均匀下降。其冷却曲线如图所示 图 1 溶剂与溶液的冷却曲线 溶液的凝固点是溶液与溶剂的固相共存时的平衡温度，其冷却曲线与纯溶剂 不同。当有溶剂凝固析出时，剩余溶液的浓度增大，因而溶液的凝固点也逐渐下 降[见图 2-11（c）]，如果溶液的过冷程度不大，析出溶剂固体的量对溶液浓度影 响不大，则以过冷回升的温度作凝固点，对测定结果影响不大[见图 2-11（d）]。 如果过冷太甚，凝固的溶剂过多，溶液的浓度变化过大，则出现图 2-11（e）的 情况，这样就会使凝固点的测定结果偏低。 【仪器和试剂】 凝固点测定仪 1 套；数字温差测量仪 1 台；磁力搅拌 1 台；秒表 1 只；水银 温度计 1 只；25ml 移液管 1 只。 环己烷（A. R.）；萘（A. R.）
6 图2实验装置图(1冰浴容器2.玻璃空气套管3.温度计4.样品加入口 5、7.搅拌器6.温度传感器8.凝固点管) 【实验步骤】 1.制备冰浴 取适量冰与水混合为寒剂，调节寒剂温度为2~3℃。注意不断搅拌并不时补 充碎冰，使寒剂保持此温度5m(调节冰浴温度的时候，水多冰少，不能持续加 冰，要等待约2mn,温度稍稳定，再加碎冰。只把空气管留在仪器内，把凝固 点管取出放在桌面)。整个实验过程中，寒剂温度要基本保持不变。 2.溶剂环己烷精确凝固点的测定 用移液管向清洁、干燥的凝固点管内加入25ml环己烷，插入数字温差测量 仪的温度传感器，调整位置，勿使其碰壁，放在空气套管中，插入冰浴。匀速搅 拌，使温度逐渐降低，当温度降至近似凝固点(6.3℃)以上1℃约为7.3℃时， 打开秒表，每30s读一次温度，当凝固点管中有少量固体出现时，即加速搅拌， 待温度回升后恢复原来的搅拌速度。过程中温度先下降后回升，回升到最高温度 后，继续记录温度7-8min,停止读数。 3.溶液精确凝固点的测定 取出凝固点管，用手捂住管壁，同时不断搅拌，使管中环己烷全部熔化。 用电子天平精确称取约0.10.12g萘（准确记录质量，保留小数点后4位数 字)，加入到凝固点管，待全部溶解后，插入数字温差测量仪的温度传感器，调 整位置，勿使其碰壁。将凝固点管放在空气套管中，插入冰浴。匀速搅拌，使温
图 2 实验装置图（1.冰浴容器 2. 玻璃空气套管 3. 温度计 4. 样品加入口 5、7.搅拌器 6. 温度传感器 8.凝固点管 ） 【实验步骤】 1. 制备冰浴 取适量冰与水混合为寒剂，调节寒剂温度为 2~3℃。注意不断搅拌并不时补 充碎冰，使寒剂保持此温度 5min（调节冰浴温度的时候，水多冰少，不能持续加 冰，要等待约 2 min，温度稍稳定，再加碎冰。只把空气管留在仪器内，把凝固 点管取出放在桌面）。整个实验过程中，寒剂温度要基本保持不变。 2. 溶剂环己烷精确凝固点的测定 用移液管向清洁、干燥的凝固点管内加入 25ml 环己烷，插入数字温差测量 仪的温度传感器，调整位置，勿使其碰壁，放在空气套管中，插入冰浴。匀速搅 拌，使温度逐渐降低，当温度降至近似凝固点（6.3℃）以上 1℃约为 7.3℃时， 打开秒表，每 30s 读一次温度，当凝固点管中有少量固体出现时，即加速搅拌， 待温度回升后恢复原来的搅拌速度。过程中温度先下降后回升，回升到最高温度 后，继续记录温度 7~8min，停止读数。 3. 溶液精确凝固点的测定 取出凝固点管，用手捂住管壁，同时不断搅拌，使管中环己烷全部熔化。 用电子天平精确称取约 0.1~0.12g 萘（准确记录质量，保留小数点后 4 位数 字），加入到凝固点管，待全部溶解后，插入数字温差测量仪的温度传感器，调 整位置，勿使其碰壁。将凝固点管放在空气套管中，插入冰浴。匀速搅拌，使温
度逐渐降低，当温度降至近似凝固点(5.2℃)以上1℃约为6.2℃时，打开秒表， 每30s读一次温度，当凝固点管中有少量固体出现时，即加速搅拌，待温度回升 后恢复原来的搅拌速度。继续记录温度7~8min。溶液凝固点是取回升后所达到 的最高温度 【数据记录和处理】 1.纯溶剂环己烷凝固点的测定 纯溶剂环己烷的精确凝固点 表1环己烷凝固点测量原始数据记录表 序号 环己烧(2)1 环己(3)心 7.382 7349 7429 2 7.18 7.45 7209 6.984 7.369 7.048 6.793 7.285 6.9 5 6.634 7204 6788 6.539 7.129 6.698 6.62 6 691 10 6.48 0.849 6.49 11 6.483 6.791 6.48 12 6.481 6.727 6488 13 6.477 6.673 6485 14 6.474 6.613 6481 15 6471 6.554 6.481 16 6.460 6502 64 17 567 6477 18 6464 6428 6476 20 6.46 6.461 6,473 21 6.457 6.472 6469 22 6.473 6.468 23 6.476 6.467 24 6.474 6.467 25 647 36 6.468 6.468 6.46s
度逐渐降低，当温度降至近似凝固点（5.2℃）以上 1℃约为 6.2℃时，打开秒表， 每 30s 读一次温度，当凝固点管中有少量固体出现时，即加速搅拌，待温度回升 后恢复原来的搅拌速度。继续记录温度 7~8min。溶液凝固点是取回升后所达到 的最高温度。 【数据记录和处理】 1. 纯溶剂环己烷凝固点的测定 纯溶剂环己烷的精确凝固点 表 1 环己烷凝固点测量原始数据记录表
环己烷第三次凝固 64 时周(10) 图3环己烷的冷却曲线 由上图可知，环己烷的凝固点T=6.493℃。 2.环己烷+萘溶液凝固点的测定 环己烷+萘溶液精确凝固点 表2环己烷+萘溶液测量原始数据记录表 时间(s)0 30 6090120150180210 温度℃)6.0005.8675.7475.6275.5155.40452965.192 时间()240 270290 310330350370 390 温度（℃）5.0915.1315.1445.1405.1335.1275.1205.108 时间()420 450480 510570630690 温度（℃）5.0915.0755.0595.0475.0475.0234989
图 3 环己烷的冷却曲线 由上图可知，环己烷的凝固点 * 6.493 Tf = ℃。 2. 环己烷+萘溶液凝固点的测定 环己烷+萘溶液精确凝固点 表 2 环己烷+萘溶液测量原始数据记录表