凝固点降低法测定摩尔质量影响因素
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凝固点降低法测定摩尔质量
一.实验目的
1.用凝固点降低法测定尿素的摩尔质量。
2.掌握固点降低法测摩尔质量的原理。
二.实验原理
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。
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:
(1)
由此可导出计算溶质摩尔质量MB的公式:
(2)
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。
若已知溶剂的Kf值,通过实验测得∆Tf,便可用式(2)求得MB。也可
由式(1)通过∆Tf-mB的关系,线性回归以斜率求得MB。表1给出了几种
溶剂的凝固点降低常数值。
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/K273.15289.75278.65279.65297.05383.5280.95
Kf/(K·kg·mol-1)1.863.905.122039.36.914.4
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。
溶剂和溶液的冷却曲线如图所示。
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,其形状如图
1(1)所示。对溶液,固-液两相共存时,自由度f=2-2+1=1,温度仍可
凝固点法测定摩尔质量公式适用条件
在科学实验的世界里,凝固点法测定摩尔质量可是个老生常谈的话题。这种方法可谓是简便又实用,适合很多化学小白。不过,想要把这个法子用得游刃有余,咱们得先搞清楚一些适用条件。要不然,实验结果就像泡沫一样,轻轻一碰就破了。
凝固点法的前提是咱们要用溶剂和溶质。溶剂必须是纯净的,像个清澈的小溪,不然实验结果就会受到干扰。想象一下,您往清水里加了各种杂七杂八的东西,最后测出来的温度能准确吗?所以,选个质量过硬的溶剂,那是相当关键的。常用的溶剂,比如水、苯、乙醇这些,都可以在实验中大展拳脚。这里得说,溶质的性质也得考虑,最好是小分子,结构简单的溶质,像糖或者盐,这样它们对溶剂的影响更容易计算。
说到这里,还得聊聊浓度问题。浓度越高,溶质的影响就越明显,导致凝固点下降的效果也越明显。也就是说,如果你把盐放在一杯水里,水的凝固点就会降得很厉害。可如果你的盐溶解得少,效果就打了折扣。这就好比吃饭一样,菜多了,味道才浓,少了就没滋味。通常来说,浓度最好在一定范围内,太高或太低都可能导致结果失真,得不偿失。
咱们得注意温度的控制。实验室的温度波动会直接影响凝固点的测量。理想情况下,环境温度得稳定在一个范围内,让我们心中有个底。要是环境温度忽冷忽热,那实验就成了一场恶作剧。想象一下,您正打算吃冰淇淋,结果外面下起了大雨,冰淇淋瞬间化了,那滋味可就不好了。因此,保持实验室温度恒定,简直是成功的保证。
溶质的类型也不容小觑。有些物质会在溶解时发生化学反应,那可就不太妙了。像某些酸碱溶液,如果不小心混在一起,结果简直是“锅碗瓢盆一起响”。选对溶质,不仅让实验顺利,还能避免一场“化学事故”,咱们可不想上演一出“硝烟四起”的场景。
还有一点,咱们还得考虑到实验器材的准确性。量筒、温度计这些设备一定要精准,不然就像开车没油,跑不远。想象一下,您精心准备的实验,结果因一个小小的仪器出错,全盘皆输,心里那滋味,简直像吃了苍蝇一样恶心。合适的器材能让你在实验过程中游刃有余,得心应手。
物理化学实验陈述之杨若古兰创作
武
汉
大
学
凝固点降低法测定摩尔质量
一、实验目的
1. 用凝固点降低法测定某未知物的摩尔质量
2. 学会用步冷曲线对溶液凝固点进行校订
3. 通过本实验了解把握凝固点降低法测定摩尔质量的道理,加深对稀溶液依数性的理解.
二、实验道理
稀溶液具有依数性,凝固点降低是依数性的一种表示,它与溶液质量摩尔浓度的关系为:
其中,fT为凝固点降低值,*fT、fT分别为纯溶剂、溶液的凝固点,Bb为溶液质量摩尔浓度,fK为凝固点降低常数,它只与所用溶剂的特性有关.如果稀溶液是由质量为Bm的溶质溶于质量为Am的溶剂中而构成,则上式可写为:
即
310BffAmMKTm (*)
式中:fK——溶剂的凝固点降低常数(单位为K·kg·mol-1)
M——溶质的摩尔质量(单位为g/mol).
如果已知溶液的fK值,则可通过实验测出溶液的凝固点降低值fT,利用上式即可求出溶质的摩尔质量.
实验中,要测量溶剂和溶液的凝固点之差.对于纯溶剂如图1(a)所示,将溶剂逐步降低至过冷(因为新相构成须要必定的能量,故结晶其实不析出),温度降低至必定值时出现结晶,当晶体生成时,放出的热量使体系温度回升,而后温度坚持绝对恒定.对于纯溶剂来说,在必定压力下,凝固点是固定不变的,直到全部液体凝固成固体后才会降低.绝对恒定的温度即为凝固点.
对于溶液来说,除温度外还有溶液浓度的影响.当溶液温度回升后,因为不竭析出溶剂晶体,所以溶液的浓度逐步增大,凝固点会逐步降低.是以,凝固点不是一个恒定的值.如把回升的最高点温度作为凝固点,这时候因为已有溶剂晶体析出,所以溶液浓度已不是起始浓度,而大于起始浓度,这时候的凝固点不是原浓度溶液的凝固点.要精确测量,应测出步冷曲线,按下一页图1(b)所示方法,外推至fT校订.
图1 溶剂和溶液的步冷曲线
三、实验安装,仪器及操纵
3.1 实验药品、仪器型号及测试安装示意图
凝固点降低法测定摩尔质量
1 引言[1]
1.1实验目的
(1)用凝固点降低法测定萘的摩尔质量;
(2)学会用步冷曲线对溶液凝固点进行校正;
(3)通过本实验加深对稀溶液依数性的认识。
1.2实验原理
稀溶液具有依数性,凝固点降低是依数性的一种表现,它与溶液质量摩尔浓度的关系为:
*ffffB×TTTKb
式中,fT为凝固点降低值,*fT、fT分别为纯溶剂、溶液的凝固点,Bb为溶液质量摩尔浓度,fK为凝固点降低常数,它只与所用溶剂的特性有关。如果稀溶液是由质量为Bm的溶质溶于质量为Am的溶剂中而构成,则上式可写为:
BffBA1000××mTKMm
即
3BBffA10mMKTm
式中:fK为溶剂的凝固点降低常数(单位为1Kkgmol);BM为溶质的摩尔质量(单位为1gmol)。
如果已知溶液的fK值,则可通过实验测出溶液的凝固点降低值 fT,利用上式即可求出溶质的摩尔质量。
实验中,要测量溶剂和溶液的凝固点之差。对于纯溶剂如图1(a)所示,将溶剂逐渐降低至过冷(由于新相形成需要一定的能量,故结晶并不析出),温度降低至一定值时出现结晶,当晶体生成时,放出的热量使体系温度回升,而后温度保持相对恒定。对于纯溶剂来说,在一定压力下,凝固点是固定不变的,直到全部液体凝固成固体后才会下降。相对恒定的温度即为凝固点。
对于溶液来说,除温度外还有溶液浓度的影响。当溶液温度回升后,由于不断析出溶剂晶体,所以溶液的浓度逐渐增大,凝固点会逐渐降低。因此,凝固点不是一个恒定的值。如把回升的最高点温度作为凝固点,这时由于已有溶剂晶体析出,所以溶液浓度已不是起始浓度,而大于起始浓度,这时的凝固点不是原浓度溶液的凝固点。要精确测量,应测出步冷曲线,按图1(b)所示方法,外推至fT校正。
图1 溶剂和溶液的步冷曲线
2 实验操作
2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图
DC-2010节能型智能恒温槽 宁波新芝生物科技有限公司, CJ-2磁力搅拌器 北京林元佳业科技有限公司, SWC精密数字温度温差仪,冷阱, 大试管, 移液管(25ml),分析天平(公用)