凝固点降低法测分子量.ppt

实验九凝固点降低法测分子量
实验目的
预****要求
实验原理
仪器药品
实验步骤
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数据处理
思考问题
模拟实验
实验目的
,计算萘的分子量。
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预****要求
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实验原理
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
ΔT=Tf* - Tf = KfmB (1)
式中,Tf*为纯溶剂的凝固点,Tf为溶液的凝固点,mB为溶液中溶质B的质量摩尔浓度,Kf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WB(g)和溶剂WA(g),配成稀溶液,则此溶液的质量摩尔浓度为
(2)
实验原理
式中,MB为溶质的分子量。将该式代入(1)式,整理得:
(2)
若已知某溶剂的凝固点降低常数Kf值,通过实验测定此溶液的凝固点降低值ΔTb,即可计算溶质的分子量MB。
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。
实验原理
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。
从相律看,溶剂与溶液的冷却曲线形状不同。对纯溶剂两相共存时,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,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,如图-1(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Ⅲ-9-1(2)中所示方法加以校正。但由于冷却曲线不易测出,而真正的平衡浓度又难于直接测定,实验总是用稀溶液,并控制条件使其晶体析出量很少,所以以起始浓度代替平衡浓度,对测定结果不会产生显著影响。
图
图-1  溶剂与溶液的冷却曲线
本实验测纯溶剂与溶液凝固点之差,由于差值较小,所以测温需用较精密仪器,本实验使用贝克曼温度计。
仪器药品

凝固点测定仪1套; 烧杯2个; 数显贝克曼温度计1台; 普通温度计(0℃~50℃)1只; 压片机1个; 移液管(50mL)1只。

 环己烷; 萘; 冰
实验步骤

仪器装置如图-2所示。用移液管向清洁、干燥的冷冻管内加入50mL环己烷,插入贝克曼温度计,并把冷冻管插入作为空气浴的外套管中,(注意:勿使冷冻管外壁与外套管壁接触),均匀缓慢地搅拌以1-2s一次为宜,注意温度的变化。当降到测量范围内时,开动秒表,每20秒记录温度一次。达到凝固点后再记录10个数据,即可停止实验。

取适量冰与水混合,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。
实验步骤
取出冷冻管,用手捂住管壁片刻,同时不断搅拌,使管中固体全部熔化,将冷冻管放在空气套管中,重复上述操作,重复测定三次,℃,三次平均值作为环己烷的凝固点。