凝固点降低法测相对分子质量 徐州师范大学化学化工学院 物理化学教研室 实验目的 • 掌握一种常用的相对分子质量测定方法。 • 通过实验进一步理解稀溶液理论。 • 掌握数字贝克曼温度计的使用。 实验原理 含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂 与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶 剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当 指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取 决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降 低值与溶液的浓度成正比。 T T0 T K f m (1) 这就是稀溶液的凝固点降低公式。 式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf 为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常 数;m 为溶质的质量摩尔浓度。 因为 m g/M 1000 W 所以(1)式可改为 M K 1000 g f T W (2) 式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1); g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g) 如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利 用(2)式求溶质的相对分子质量。 需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情 况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓 度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子 质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的 分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求 得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐 标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分 子质量数值。 实验的关键是凝固点的精确测量 凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。 理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可 达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中, 也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。 例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点 后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷 却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定 较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这 样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相 的充分接触。 冷却曲线 Î Â¶È a b 图a:从而使凝固点的测 定变得容易进行了。纯溶 剂的凝固点相当于冷却曲 线中的水平部分所指的温 度。 c T0 T T ʱ¼ä 图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平 衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可 以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。 图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变 化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此 实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。 药品仪器 1.凝固点测定仪 2.温度计(0-50℃) 3.吸耳球 4.秒表 5.苯(A.R.经去水处理) 6.环己烷(A.R) 7.数字贝克曼温度计 8.放大镜 9.萘(A.R) 测量装置 A:冷冻管 B:贝克曼温度计 C,D:搅拌器 E:外套管 F:冰水浴 G:温度计 测量装置示意图 实验步骤 安装仪器, 调节冰浴槽 溶液凝固点 的测定(步 冷曲线法) 安装数字 贝克曼温 度计 环己烷的凝固 点的测定(步 冷曲线法) 苯的凝固点 的测定(观 察最高点) 溶液凝固点 的测定 本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续 记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推 确定凝固点。 1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后 加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克 曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左 右。 2.纯环己烷的凝固点的测定: 用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度 计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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 与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一 次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度 范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到 凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜, 读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管 用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再 测定二次。 3.溶液凝固点的测定: 取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确 称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中, 防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解 后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。 再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。 实验数据记录 实验日期: ;气压: kPa 方法Ⅰ: 苯的密度: 物质 3 (g
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凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
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凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
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凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 4
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 5
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 6
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
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凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 8
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 9
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
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凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 11
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 12
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 13
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 14
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 15
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 16
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 17
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 18
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 2
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 3
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 4
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
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凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
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凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 7
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 8
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
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凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
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凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
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凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 12
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 13
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 14
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 15
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
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凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 17
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?
Slide 18
凝固点降低法测相对分子质量
徐州师范大学化学化工学院
物理化学教研室
实验目的
•
掌握一种常用的相对分子质量测定方法。
• 通过实验进一步理解稀溶液理论。
• 掌握数字贝克曼温度计的使用。
实验原理
含非挥发性溶质的二组分稀溶液(当溶剂
与溶质不生成固溶体时)的凝固点将低于纯溶
剂的凝固点。这是稀溶液的依数性质之一,当
指定了溶剂的种类和数量后,凝固点降低值取
决于所含溶质分子的数目,即溶剂的凝固点降
低值与溶液的浓度成正比。
T T0 T K f m
(1)
这就是稀溶液的凝固点降低公式。
式中:T0为溶剂的凝固点;T为溶液的凝固点;Kf
为质量摩尔凝固点降低常数,简称为凝固点降低常
数;m 为溶质的质量摩尔浓度。
因为
m
g/M
1000
W
所以(1)式可改为
M K
1000 g
f
T W
(2)
式中:M为溶质的摩尔质量(单位为g·mol-1);
g和W分别表示溶质和溶剂的质量(单位为g)
如已知溶剂的值,则可通过实验求出ΔT值,利
用(2)式求溶质的相对分子质量。
需要注意,如溶质在溶液中发生解离或缔合等情
况,则不能简单地应用公式(2)加以计算。浓
度稍高时,已不是稀溶液,致使测得的相对分子
质量随浓度的不同而变化。为了获得比较准确的
分子量数据,常用外推法,即以(2)式中所求
得的相对分子质量为纵坐标,以溶液浓度为横坐
标作图,外推至浓度为零而求得较准确的相对分
子质量数值。
实验的关键是凝固点的精确测量
凝固点是指在一定压力下,固液两相平衡共存的温度。
理论上,在恒压下对单组分体系只要两相平衡共存就可
达到这个温度。实际上,只有固相充分分散到液相中,
也就是固液两相的接触面相当大时,平衡才能达到。
例如将冷冻管放到冰浴后温度不断下降,达到凝固点
后,由于固相是逐渐析出的,当凝固热放出速度小于冷
却速度时,温度还可能不断下降,因而使凝固点的确定
较为困难。为此,可先使液体过冷,然后突然搅拌。这
样,固相骤然析出就形成了大量微小结晶,保证了两相
的充分接触。
冷却曲线
Π¶È
a
b
图a:从而使凝固点的测
定变得容易进行了。纯溶
剂的凝固点相当于冷却曲
线中的水平部分所指的温
度。
c
T0
T
T
ʱ¼ä
图b:部分溶剂凝固后,剩余溶液的浓度逐渐增大,平
衡温度也要逐渐下降。如果溶液的过冷程度不大,可
以将温度回升的最高值作为溶液的凝固点。
图中c:若过冷太甚,凝固的溶剂过多,溶液的浓度变
化过大,所得凝固点偏低,必将影响测定结果。因此
实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。
药品仪器
1.凝固点测定仪
2.温度计(0-50℃)
3.吸耳球
4.秒表
5.苯(A.R.经去水处理)
6.环己烷(A.R)
7.数字贝克曼温度计
8.放大镜
9.萘(A.R)
测量装置
A:冷冻管
B:贝克曼温度计
C,D:搅拌器
E:外套管
F:冰水浴
G:温度计
测量装置示意图
实验步骤
安装仪器,
调节冰浴槽
溶液凝固点
的测定(步
冷曲线法)
安装数字
贝克曼温
度计
环己烷的凝固
点的测定(步
冷曲线法)
苯的凝固点
的测定(观
察最高点)
溶液凝固点
的测定
本实验采用环己烷作溶剂,萘作溶质,用连续
记录时间-温度法(步冷曲线法),作图外推
确定凝固点。
1.安装仪器。取自来水注入冰浴槽中,然后
加入冰屑以保持水温在3-3.5℃左右。调节贝克
曼温度计,使它在6℃水浴中其水银刻度在2.5左
右。
2.纯环己烷的凝固点的测定:
用移液管取40ml环己烷(溶剂量的多少以贝克曼温度
计水银球全部浸入为准)注入冷冻管中,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
与外套管相接触),均匀缓慢的搅拌以每1-2秒钟一
次为宜,注意温度的变化。当水银柱降到温度计刻度
范围内时,开动秒表,每20秒钟记录温度一次,达到
凝固点后每2-3分钟记录一次。读取温度用放大镜,
读数最好精确到0.002℃做完一次以后,取出冷冻管
用手温热之,使析出的结晶全部融化,按上述方法再
测定二次。
3.溶液凝固点的测定:
取出冷冻管,用手温热之,使环己烷结晶融化。精确
称取0.1-0.15g萘。然后投入到冷冻管内的溶剂中,
防止粘着于管壁、温度计或搅拌器上。待萘全部溶解
后,按上述方法,测定溶液的冷却曲线。重复三次。
再取溶质一份加入冷冻管中,同法测定三次。
实验数据记录
实验日期:
;气压:
kPa
方法Ⅰ:
苯的密度:
物质
3
(g
t cm-3);由密度计算溶剂质量。
凝固点
质量(g)
测量值
平均值
凝固点降低
值(ΔT)
相对分子量
1
2
3
苯
萘
d t 0 . 9001 1 . 0636 10
第
一
份
1
2
3
M1
第
二
份
1
2
3
M2
M
数据处理
1.计算苯的质量;
2.计算萘的相对分子质量;
3.计算环己烷的质量;
4.作时间-温度图,外推法求ΔT;
5.计算萘的相对分子质量;
6.文献值。
文献值:萘的相对分子质量:128.17
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为M=
⑵计算实验偏差:
⑶分析产生偏差的原因:
⑷有何建议与想法?
注意事项
1.搅拌时勿使搅拌器与温度计或管壁相触;
2.过冷程度不能太大;
3.加样时防止样品粘着于管壁、温度计或搅拌器上;
4.温度控制在要求范围内。
思考题
1.凝固点降低法测相对分子质量公式,在什么条件
下才能适用?
2.在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间,
有哪些热交换?它们对凝固点的测定有何影响?
3.当溶质在溶液中有离解、缔合和生成络合物的情
况时,对相对分子质量测定值的影响如何?
4.影响凝固点精确测量的因素有哪些?