1.用凝固点降低法测定萘的摩尔质量。

2.掌握溶液凝固点的测定技术。

3. 通过实验加深对稀溶液依数性的理解。

 

1.凝固点降低法测分子量的原理

　　当稀溶液凝固析出纯固体溶剂时，则溶液的凝固点低于纯溶剂的凝固点，其降低值与溶液的质 量摩尔浓度成正比。即

              &nb sp;  ΔT=T_f^* - T_f  = K_f b_B              (1)

　　式中，T_f^*为纯溶剂的凝固点，T_f为溶液的凝固点， b_B为溶液中溶质B的质量摩尔浓度，K_f为溶剂的质量摩尔凝固点降低常数，它的 数值仅与溶剂的性质有关。

若称取一定量的溶质m_B(g)和溶剂m_A (g)，配成稀溶液，则此溶液的质量摩 尔浓度为　　

              &nb sp;  b_B =1000m_B/M_B.m_A,

 

式中，M_B为溶质的分子量。将该式代入(1)式，整理得:

              &nb sp; M_B = 1000 K_f m_B /ΔT. m_A (g/mol)　　(2)

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ΔT，即 可 计算溶质的分子量M_B。

2.凝固点测量原理

     通常测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 ，当放热与散热达到平衡时，温度不再改变。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。溶剂与溶液的冷却曲线形状不同。对纯溶剂两相共存时，冷却曲线出现水平线 段，其形状如图（1）所示。对溶液两相共存时，温度仍可下降，但由于溶剂凝固时放出凝固热，使温度 回升，但回升到最高点又开始下降，所以冷却曲线不出现水平线段，而斜率发生变化，如图（2）所示。 由于溶剂析出后，剩余溶液浓度变大，显然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）中所示方法加以校正。但如果溶液过冷程度不大，析出固体溶剂的量很少，对原始 溶液浓度影响不大，则以过冷回升的最高温度作为溶液的凝固点。

 

溶剂与溶液的冷却曲线

 

 

 1-测温探棒；2-内管搅棒；3-投料支管； 4-凝固点管；5-空气套管；

 6-寒剂搅棒；7-冰槽；  8-温度计。

 

1. 凝固点测定仪的设置

2. 调节寒剂的温度

    取适量冰与水混合，使寒剂温度控制在3—3.5℃左右，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。

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环已烷，并记下环已烷的温度。

    先将盛环已烷的凝固点管直接插入寒剂中，平稳搅拌使之冷却，当开始有晶体 析出时放在空气套管中冷却，观察样品管的降温过程，当温度达到最低点后，又开始回升，回升到最高点 后又开始下降。记录最高及最低点温度，此最高点温度即为环已烷的近似凝固点。

    取出凝固点管，用手捂住管壁片刻，同时不断搅拌，使管中固体全部熔化，将 凝固点管直接插入寒剂中使之冷却至比近似凝固点略高0.5℃时，将凝固点管放在空气套管中，缓慢搅拌 ，使温度逐渐降低，当温度降至比近似凝固点低0.2℃时，快速搅拌，待温度回升后，再改为缓慢搅拌。 直到温度回升到稳定为止，记录最高及最低点温度，重复测定三次，三次平均值作为纯环已烷的凝固点。

4.溶液凝固点的测定

取出凝固点管，如前将管中环已烷溶化，用分析天平精确称取萘(约0.15g)加入凝固点管中，待全部 溶解后，测定溶液的凝固点。测定方法与环已烷的相同，先测近似的凝固点，再精确测定，重复三次，取 平均值。

5.实验完成后，洗净样品管，关闭电源，弃取冰水浴中的冷却水，擦干搅拌器，整理实验台。

 

1.将实验数据列入表中。

　                 记录时间： 1 次/ 秒     寒剂的温度：      

第一次	第二次	第一次	第二次

　　　　　　　　　　　　　

                       室温： 　　　　　　大气压力：　　　　　　 Pa

物质	体积/ 质量	凝固点Tf			凝固点降低值	萘的分子量
		测量值		平均值
环已烷		1			ΔT= Tf* - Tf  　　　=	MB = 1000 Kf mB /ΔT. mA  　　　=
		2
		3
萘		1
		2
		3

2.由所得数据计算萘的分子量，并计算与理论值的相对误差。

 

1.搅拌速度的控制是做好本实验的关键，每次测定应按要求的速度搅拌，并且测溶剂与溶液凝固点 时搅拌条件要完全一致。准确读取温度也是实验的关键所在，应读准至小数点后第三位。

2.寒剂温度对实验结果也有很大影响，过高会导致冷却太慢，过低则测不出正确的凝固点。

3. 在测量过程中，析出的固体越少越好，以减少溶液浓度的变化，才能准确测定溶液的凝固点。若 过冷太甚，溶剂凝固越多，溶液的浓度变化太大，使测量值偏低。在过程中可通过加速搅拌、控制过冷温 度，加入晶种等控制过冷。