凝固点降低法测定摩尔质量.doc

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse肁凝固点降低法测定摩尔质量肇目的要求薅(1)掌握溶液凝固点的测定技术,并加深对稀溶液依数性性质的理解羃(2)掌握精密数字温度(温差)测量仪的使用方法。蒀(3)测定水的凝固点降低值,计算尿素(或蔗糖)的摩尔质量袇二、实验原理莂理想稀薄溶液具有依数性,凝固点降低就是依数性的一种表现。即对一定量的某溶剂,其理想稀薄溶液凝固点下降的数值只与所含非挥发性溶质的粒子数目有关,而与溶质的特性无关。肂假设溶质在溶液中不发生缔合和分解,也不与固态纯溶剂生成固溶体,则由热力学理论出发,可以导出理想稀薄溶液的凝固点降低值∆Tf(即纯溶剂和溶液的凝固点之差)与溶质质量摩尔浓度bB之间的关系:衿(1)薇由此可导出计算溶质摩尔质量MB的公式:蒃(2)膀以上各式中:,分别为纯溶剂、溶液的凝固点,单位K;mA、mB分别为溶剂、溶质的质量,单位kg;Kf为溶剂的凝固点降低常数,与溶剂性质有关,单位K·kg·mol-1;MB为溶质的摩尔质量,单位kg·mol-1。艿若已知某溶剂的凝固点降低常数Kf值,通过实验测定此溶液的凝固点降低值∆Tf,可根据式(2)式计算溶质的摩尔质量MB。芈显然,全部实验操作归结为凝固点的精确测量。其方法是将溶液逐渐冷却成为过冷溶液,然后通过搅拌或加入晶种促使溶剂结晶,放出的凝固热使体系温度回升,当放热与散热达到平衡时,温度不再改变,此固液两相平衡共存的温度,即为溶液的凝固点。本实验测纯溶剂与溶液凝固点之差,由于差值较小,所以测温采用精密数字温度9温差)测量仪或贝克曼温度计。蒅薂从相律看,溶剂与溶液的冷却曲线形状不同。对纯溶剂,固-液两相共存时,自由度f=1-2+1=0,冷却曲线形状如图2-8-1(1)所示,水平线段对应着纯溶剂的凝固点。对溶液两相共存时,自由度f=2-2+1=1,温度仍可下降,但由于溶剂凝固时放出凝固热使温度回升,并且回升到最高点又开始下降,所以冷却曲线如图2-8-1(2)所示,所以不出现水平线段。由于溶剂析出后,剩余温度浓度逐渐增大,溶液的凝固点也要逐渐下降,在冷却曲线上得不到温度不变的水平线段。如果溶液的过冷程度不大,可以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点;若过冷程度过大,则回升的最高温度不是原浓度溶液的凝固点,严格的做法应作冷却曲线,并按图2-8-1(2)所示方法加以校正。螈肈三、仪器及试剂节仪器:凝固点测定仪1套,精密数字温度(温差)测量仪1台或贝克曼温度计1支,分析天平1台;普通温度计(0℃-50℃)1支,压片机1台;移液管(50mL)1支,蚁试剂:尿素(A·R),蔗糖(A·R);粗盐,冰。膇四、实验步骤螈(1)调节精密数字温度(温差)测量仪:按照精密数字温度(温差)测量仪的调节方法调节测量仪(2)调节寒剂的温度:取适量粗盐与冰水混合,使寒剂温度为-2℃~-3℃,浴在实验过程中不断搅拌并不断补充碎冰,使寒剂保持此温度。莄(3)溶剂凝固点的测定:仪器装置如图2-8-2所示。用移液管向清洁、干燥的凝固点管内加入30mL纯水,并记下水的温度,插入调节好的精密数字温度(温差)测量仪的温度传感器,且拉动搅拌同时应避免碰壁及产生摩擦。羃先将盛水的凝固点管直接插入寒剂中,上下移动搅棒(勿拉过液面,约每秒钟一次),使水的温度逐渐降低。当过冷到冰点以后,要快速