物化实验报告_凝固点实验报告剖析.docx

PAGE PAGE 10 凝固点的测定 一、实验目的 (物化试验得好好做) 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。 掌握贝克曼温度计的使用。 测定环己烷的凝固点降低值，计算萘的相对分子质量。 二、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。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T f 比纯溶剂的凝固点T * 下降，其降低值 f ?T ? T * ? T f f f 与溶液的质量摩尔浓度成正比，即 ?T = K m f f 式中， ?T f 为凝固点降低值；m 为溶质质量摩尔浓度； K f 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。 fK /(K·kg· f K /(K·kg· mol-1) f 1.86 3.90 5.12 20 39.3 6.9 14.4 溶剂 水 醋酸 苯 环己烷 环己醇 萘 三溴甲烷 T* /K 273.15 289.75 278.65 279.65 297.05 383.5 280.95 若称取一定量的溶质W (g)和溶剂W （g），配成稀溶液，则此溶液的质量摩尔浓度m 为 B A B W m ???B ?103 mol/kg B M W B A K W 式中， M 为溶质的相对分子质量。则M ? f B B ? B ?103 g/mol T W f A 若已知某溶剂的凝固点降低常数K f 值，通过实验测定此溶液的凝固点降低值 Tf ，即可计算溶质的相对分子量M B。 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。 f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 T ，进而计算待测物的摩尔质量。 f 三、仪器与试剂 仪器：凝固点测定仪、贝克曼温度计、普通温度计（0—50℃）、移液管（50mL）、烧杯试剂：环己烷（AR）、萘（AR）、冰 四、实验步骤 1、 将传感器插入后面板上的传感器，将—220V 电源插入后面板上的电源插座，打开电源开关，此时温度显示窗口显示初始状态（实时温度），温差显示窗口显示以 20℃为基温的温差值。 2、 将传感器放入冰槽中，并在冰浴槽中放入碎冰，自来水，将冰浴槽温度调至3.5℃，将空气套管插入冰浴槽内，同时按下“锁定”键，锁定基温选择量程。 3、 用移液管吸取 25mL 环己烷放入干净、烘干的凝固点测量管中，同时放入小磁子，将温度传感器插入橡胶塞中，然后将橡胶塞塞入凝固点测量管，塞紧。 4、 将凝固点测定管直接插入冰槽中，观察温差仪的温差显示窗口显示值，直至温差显示窗口显示值稳定不变，此即为纯溶剂的初测凝固点。 5、 取出凝固点测定管，用掌心握住加热，待凝固点测定管内结冰完全熔化后，将凝固点测定管直接插入冰浴槽中，缓慢搅拌，当环己烷温度降至高于初测凝固点 0.7℃时，迅速 次数123456 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 温度 7.551 7.358 7.194 7.085 6.949 6.908 6.88 6.772 6.69 6.72 6.74 6.76 6.791 /℃ 次数 14 温度 6.792 /℃ 6、 溶液凝固点的测定。做完纯溶剂凝固点测量，取出凝固点测定管，使管中固体完全熔化后，放入0.23g 萘, 并使其完全溶解于环己烷中，用前面的凝固点粗测方法和精确测定方法测量，记录数据。 7、测定完成后，关闭电源，清洗测定管，摆好仪器。 五、实验数据与处理 1、精测环己烷凝固点（3 组）： 第一组： 表 2 精测环己烷凝固点时间-温度记录（10s 一次）温度：℃ 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 6.796 6.795 6.796 6.786 6.787 6.57 6.714 6.682 6.635 6.66 6.653 6.616 由图可得，