凝固点降低法测摩尔质量

实验目的

用凝固点降低法测定萘的摩尔质量。 正确使用凝固点测定装置，掌握凝固点降

低法测摩尔质量的原理。通过本实验加深对稀溶液依数性的理解。掌握贝克曼温度计的使用方法。

实验原理

BbKT ff

稀溶液具有依数性，凝固点降低是依数性的一种表现。上式为稀溶液的凝固点降低与溶液成分关系的公式。 ΔTf 为凝固点降低值，是纯溶剂 A 的凝固点比质量摩尔浓度为 bB 的溶液的凝固点降低的度数； wA 为溶剂 A 的摩尔质量； Kf 凝固点降低常数，其数值只与溶剂的性质有关，单位为 K•kg•mol-1 ；对环己烷 ，纯溶剂凝固点 Tf* 279.65K ，凝固点降低常数为 20.2 。

A

BB WT

WKM

ff

仪器和试剂

凝固点测定装置（见图）和数显贝克曼温度计各一套；纯萘丸；环己烷（分析纯）；硫酸纸两片，25ml 移液管一支，碎冰或颗粒冰。

实验步骤

(1) 调节贝克曼温度计 在水的凝固点 0.00℃ 时，使水银柱高度距顶端 1℃ ～ 2℃ 为宜。

(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℃ ，

在实验过程中不断搅拌，使寒剂保持此温度。

(3) 溶剂凝固点的测定 用移液管向清洁、干燥的凝固点管内加入 25mL

纯环己烷，插入调节好的贝克曼温度计，使水银球全部浸入纯环己烷中，拉动搅拌听不到碰壁与摩擦声。

将盛纯环己烷的凝固点管直接插入寒剂中，上下移动搅棒使环己烷的温度逐渐降低，当达到最小值后，记下此值；待温度回升后，一分钟以内达最大值稳定后，记下此值；此后温度又降低。恢复原来的搅拌，此最大值温度即为环己烷的近似凝固点。

把电压加到最大，开始加热。使温度比上一次的最大值高 0.4℃ ，停止加热。让其冷却 , 当到达最低温度是记录数据，温度回升稳定后记下最大值。

重复测量三次，记下数据。

(4) 溶液凝固点的测定 用电子天平精确称重 0.1—0.2g 萘，加入

刚才的环己烷中。其重量约使凝固点下降1℃ ，加大电压加热，待全部溶解后，测定溶液的凝固点。测定方法与纯环己烷的相同，先测近似的凝固点，再精确测定，但溶液凝固点是取回升后所达到的最高温度。重复三次，取平均值。

操作要点

通常测定凝固点的方法是将溶液逐渐冷却，但冷却到凝固点并不析出晶体，往往成为过冷溶液。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，当放热和散热达到平衡时，温度不再改变。因此固液两相共存的平衡温度即为溶液的凝固点。但过冷太厉害或寒剂温度过低，则凝固热抵偿不了散热，此时温度不能回升到凝固点，在温度低于凝固点时完全凝固，就得不到正确的凝固点。

搅拌速度的控制是做好本实验的关键，每次测定应按照要求的速度搅拌，并且测溶剂与溶液凝固点时搅拌条件要完全一致。

寒剂温度对实验结果影响很大，过高会导致冷却太慢，过低则测不出正确的凝固点。实验中使寒剂温度为 -2℃～ -3℃ ，在实验过程中不断搅拌，使寒剂保持此温度。

数据处理

1. 用 ρt ／ (g.cm-3) ＝ 0.7971 － 0.8879×10-3t ／℃计算室温 t时环己烷的密度，然后算出所取的环己烷的质量WA 。

2. 由测定的纯溶剂凝固点、溶液凝固点，计算萘的摩尔质量。

思考题

1. 在冷却过程中，凝固点管内液体有哪些热交换存在？它们对凝固点的测定有何影响？

2. 为什么要用空气夹套？3. 当溶质在溶液中有离解、缔合以及络合物生产的情况下对分子量的测定值有何影响？

参考文献

《物理化学实验》，孙尔康等编，南京大学出版社， 2002 年。 《物理化学》（面向 21 世纪课程教材），万洪文等编，高等教育出版社， 2002 年。

《物理化学实验》，东北师大等编，高等教育出版社， 1998 年。 《物理化学实验》，罗澄源编，高等教育出版社， 1998 年。 《物理化学实验技术》，杨文治主编，北京大学出版社， 1992年。

《物理化学》，傅献彩，沈文霞，姚天扬编著，高等教育出版社，2005 年，第五版