物化实验报告_凝固点实验报告_2.doc

PAGE PAGE 1 华南师范大学实验报告 学生姓名_______ ________ 学 号____ ____ 专 业___ 化学教育_____ 年级、班级____2009级6班_____ 课程名称___ 物理化学实验____ 实验项目凝固点降低法测相对分子质量 实验类型 □验证 □设计 □综合 实验时间_ 2011 _年 12 月 14 日 实验指导老师_____ _____ 实验评分 一、实验题目：凝固点降低法测相对分子质量 二、实验目的： 明确溶液凝固点的定义及获得凝固点的正确方法。 掌握凝固点降低法测分子量的原理，加深对稀溶液依数性的理解。 ③ 掌握贝克曼温度计的使用。 ④ 测定环己烷的凝固点降低值，计算萘的相对分子质量。 三、实验原理： 物质的相对分子质量是了解物质的一个最基本而且重要的物理化学数据，其测定方法有多种。凝固点降低法成的物质的相对分子质量是一个简单又比较准确的方法，在溶液理论研究和实际应用方面都具有重要的意义。 凝固点降低是稀溶液的一种依数性，这里的凝固点是指在一定压力下，溶液中纯溶剂开始析出的温度。由于溶质的加入，使固态纯溶剂从溶液中析出的温度比纯溶剂的凝固点下降，其降低值与溶液的质量摩尔浓度成正比，即 = 式中，为凝固点降低值；m为溶质质量摩尔浓度；为凝固点降低常数，它与溶剂的特性有关。 表1给出了部分的溶剂凝固点降低常数值。 表1 几种溶剂的凝固点降低常数值 溶剂 水 醋酸 苯 环己烷 环己醇 萘 三溴甲烷 T*f/K 273.15 289.75 278.65 279.65 297.05 383.5 280.95 Kf/(K·kg·mol-1) 1.86 3.90 5.12 20 39.3 6.9 14.4 若称取一定量的溶质(g)和溶剂（g），配成稀溶液，则此溶液的质量摩尔浓度为 mol/kg 式中，为溶质的相对分子质量。则g/mol 若已知某溶剂的凝固点降低常数值，通过实验测定此溶液的凝固点降低值，即可计算溶质的相对分子量。 通常测凝固点的方法有平衡法和贝克曼法（或步冷曲线法）。本实验采用后者。其基本原理是将纯溶剂或溶液缓慢匀速冷却，记录体系温度随时间的变化，绘出步冷曲线（温度-时间曲线），用外推法求得纯溶剂或稀溶液中溶剂的凝固点。 纯溶剂步冷曲线：纯溶剂逐步冷却时，体系温度随时间均匀下降，到某一温度时有固体析出，由于结晶放出的凝固热抵消了体系降温时传递给环境的热量，因而保持固液两相平衡，当放热与散热达到平衡时，温度不再改变。在步冷曲线上呈现出一个平台；当全部凝固后，温度又开始下降。从理论上来讲，对于纯溶剂，只要固液两相平衡共存，同时体系温度均匀，那么每次测定的凝固点值应该不变。但实际上由于过冷现象存在，往往每次测定值会有起伏。当过冷现象存在时，纯溶剂的步冷曲线如图1-1（1）所示。即先过冷后足够量的晶体产生时，大量的凝固热使体系温度回升，回升后在某一温度维持不变，此不变的温度作为纯溶剂的凝固点。 稀溶液的步冷曲线：稀溶液凝固点测定也存在上述类似现象。没有过冷现象存在时，溶液首先均匀降温，当某一温度有溶剂开始析出时，凝固热抵消了部分体系向环境的放热，在步冷曲线上表现为一转折点，此温度即为该平衡浓度稀溶液的凝固点，随着溶剂析出，凝固点逐渐降低。但溶液的过冷现象普遍存在。当某一浓度的溶液逐渐冷却成过冷溶液，通过搅拌或加入晶种促使溶剂结晶，由结晶放出的凝固热抵消了体系降温时传递给环境的热量，当凝固放热与体系散热达到平衡时，温度不再回升。此固液两相共存的平衡温度即为溶液的凝固点。 通常测定凝固点的方法是将溶液逐渐冷却，使其结晶。但是，实际上溶液冷却到凝固点，往往并不析出晶体，这是因为新相形成需要一定的能量，故结晶并不析出，这就是所谓过冷现象。然后由于搅拌或加入晶种促使溶剂结晶，由结晶放出的凝固热，使体系温度回升。 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，冷却曲线出现水平线段。对溶液，固－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，回升到最高点又开始下降，所以冷却曲线不出现水平线段，此时应加以校正。 本实验通过测定纯溶剂与溶液的温度与冷却时间的关系数据，绘制冷却曲线，从而得到两者的凝固点之差?Tf，进而计算待测物的摩尔质量。 四、注意事项： 1、凝固点的确定较为困难。先测一个近似凝固点，精确测量时，在接近近似凝固点时，降温速度要减慢，到凝固点时快速搅拌。 2、千万不要过冷，若过冷太甚，凝固的溶剂过多，溶液的浓度变化过大，所得凝固点偏低。 3、溶