凝固点降低法测定物质的相对分子质量实验报告 - 图文

90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 390 405 420 435 450 465 480 495 510 525

5.207 5.203 5.200 5.201 5.203 5.200 5.201 5.202 5.200 5.197 5.194 5.195 5.192 5.187 5.187 5.183 5.178 5.174 5.172 5.167 5.162 5.160 5.155 5.148 5.143 5.140 5.134 5.126 5.124 5.117 615 630 645 660 675 690 705 720 735 750 765 780 795 810 825 840 855 870 885 900 915 930 945 960 975 990 1005 1020 1035 1050 5.076 5.068 5.058 5.050 5.044 5.035 5.024 5.016 5.010 5.000 4.988 4.982 4.972 4.961 4.951 4.944 4.934 4.922 4.914 4.904 4.892 4.882 4.874 4.863 4.851 4.843 4.832 4.819 4.809 4.800 1140 1155 1170 1185 1200 1215 1230 1245 1260 1275 1290 1305 1320 1335 1350 1365 1380 1395 1410 1425 1440 1455 1470 1485 1500 1515 1530 1545 4.733 4.723 4.713 4.700 4.690 4.677 4.665 4.654 4.645 4.635 4.621 4.610 4.600 4.588 4.575 4.565 4.553 4.540 4.529 4.519 4.506 4.493 4.484 4.471 4.458 4.447 4.437 4.425

萘的环己烷稀溶液凝固过程温度变化曲线（精确测量1）5.4005.3005.2005.1005.0004.9004.8004.7004.6004.5004.4004.30002004006008001000t/s1200140016001800

由上图可以看到，在温度为5.203℃左右出现了一个平台，可是稀溶液是不会出现平台的，

很明显地，这一组的数据也是失去可靠性，存在较大的误差。分析的原因是：1、跟数据4一样，调节寒剂温度过低，所以下降的时候没有一个明显的转折点。2、出现平台是在开始实验几分钟的时候，平台可能是因为凝固点试管还没有跟寒剂之间有很好地传热效果，所以温度变化不大。3、平台附近有可能是凝固点，虽然不符合实际情况，但是明显在斜率方面存在有转折性，大→小→大。

数据5：（萘的质量：0.1790g）

T/℃ 萘的环己烷稀溶液凝固过程温度变化表（精确测量2） 时间（/s） 温度（/℃） 时间（/s） 温度（/℃） 时间（/s） 温度（/℃） 15 5.253 540 4.860 1065 4.625 30 5.250 555 4.852 1080 4.617 45 5.244 570 4.844 1095 4.608 60 5.235 585 4.840 1110 4.601 75 5.221 600 4.832 1125 4.596 90 5.203 615 4.825 1140 4.588 105 5.187 630 4.820 1155 4.580 120 5.168 645 4.815 1170 4.575 135 5.148 660 4.809 1185 4.568 150 5.129 675 4.801 1200 4.558 165 5.114 690 4.797 1215 4.551 180 5.096 705 4.790 1230 4.547 195 5.078 720 4.781 1245 4.540

210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 390 405 420 435 450 465 480 495 510 525

5.063 5.051 5.034 5.021 5.012 4.999 4.986 4.975 4.970 4.959 4.948 4.941 4.932 4.922 4.914 4.909 4.909 4.892 4.886 4.879 4.870 4.863 735 750 765 780 795 810 825 840 855 870 885 900 915 930 945 960 975 990 1005 1020 1035 1050 4.775 4.770 4.763 4.755 4.750 4.743 4.734 4.727 4.723 4.715 4.707 4.702 4.694 4.685 4.679 4.673 4.666 4.657 4.651 4.645 4.638 4.629 1260 1275 1290 1305 1320 1335 1350 1365 1380 1395 1410 1425 1440 1455 1470 1485 1500 1515 1530 1545 1560 1575 4.531 4.526 4.519 4.510 4.503 4.498 4.491 4.483 4.478 4.471 4.463 4.456 4.452 4.445 4.437 4.434 4.427 4.419 4.409 4.409 4.403 4.396 萘的环己烷稀溶液凝固过程温度变化曲线（精确测量2）5.3005.2005.1005.0004.9004.8004.7004.6004.5004.4004.30002004006008001000t/s1200140016001800

T/℃

由上图可以看到，温度在4.909℃处出现一个转折点，斜率发生变化，虽然变化幅度不

大，总体上比之前粗测和精测1的数据要准确一些，所以这个数据还是可以保留的，我们读出转折点的温度：4.909℃

综合上述数据4、5、6以及分析，得出萘的环己烷稀溶液的实验凝固点温度为：4.909℃。

2、实验结果与结论 实验数据：

环己烷纯溶剂的实验凝固点温度为：6.676℃；

萘的环己烷稀溶液的实验凝固点温度为：4.909℃； ΔT=1.767℃或1.767K 萘的质量：0.1790g； 环己烷的体积：20ml。

理论参考数据：

环己烷的凝固点降低常数值：Kf =20.0K·kg/mol 环己烷纯溶剂的密度：0.797g/cm3

理论萘的相对分子质量：128.18g/mol

实际测得的萘的相对分子质量：

MB?

KfWB?TfWA?103g/mol?20.0K·kg/mol?0.1790g3?10mol/kg?127.10g/mol331.767K?20cm?0.797g/cm 相对误差：??

(128.18?127.10)g/mol?0.84%

128.18g/mol七、提问与思考

1、为什么要先测近似凝固点？

答：1、因为要准确测定凝固点比较困难，我们可以先测一个近似点，当精确测量时，在近似点附近我们可以降低温度下降速度，到凝固点时快速搅拌。2、为了控制过冷程度。当温度冷却至凝固点时要通过急速搅拌，防止过冷超过要求，促使晶体析出。

2、根据什么原则考虑溶质的用量？太多或太少对测量结果有何影响？

答：根据稀溶液依数性范围确定，太多不符合稀溶液，且溶液的凝固点降低太多，析出溶剂晶体后，溶液的浓度变化大，凝固点也随之降低，不易准确测定其凝固点。过少，溶液的凝固点降低少，相对测定误差也大。

3、测凝固点时，纯溶剂温度回升后有一恒定阶段，而溶液则没有，为什么？

答：纯溶剂逐步冷却时，体系温度随时间均匀下降，到某一温度时有固体析出，由于结晶放

出的凝固热抵消了体系降温时传递给环境的热量，因而保持固液两相平衡，当放热与散热达到平衡时，温度不再改变，自由度=0，所以在曲线呈现出一个平台；而对溶液两相共存时，自由度=1，温度仍可以下降，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 ，所以步冷曲线不出现水平阶段。

4、溶液浓度太稀或太浓对实验结果有什么影响？为什么？

答：浓度太稀，则凝固点下降不明显，浓度太浓，则不符合测定条件所需的“稀溶液”。这都是由溶液的依数性决定的。

5、当溶质在溶液中有离解、缔合和生成配合的情况时，对其摩尔质量的测定值有何影响？ 答：由于凝固点下降公式是对于理想溶液和浓度很小的稀溶液，要求溶质在溶剂中只存在一种形式，如果溶质有解离，缔和，溶剂化和形成配合物时，那么溶液中溶质的浓度就变了，公式中溶质的质量摩尔浓度也变了，必然影响测定结果。一般解离使结果变大，缔和使结果变小，由于溶质出现这种情况，凝固点下降公式已不适用，所以测定结果没有意义。

6、用凝固点降低法测定摩尔质量，选择溶剂时应考虑哪些因素？

答：首先要能很好的溶解溶质，当溶质在溶液里有解离、缔合、溶剂化或形成配合物等情况时不适用，一般只适用于强电解质稀溶液。其次凝固点不应太高或太低，应在常温下易达到。如：水、苯、环己烷等。

参考文献：

[1].复旦大学.物理化学实验，第2版[M].北京_高等教育出版社,1993.

[2]. 北京大学化学系生物化学教研室.物理化学实验，第3版[M].北京_北京大学出版社,1995.

[3]. 北京农业大学物理化学教研室.物理化学实验，第2版[M].北京_北京农业大学出版社,1998.

[4].戴维P休梅尔 等 俞鼎琼等（译）.物理化学实验，第4版[M].北京_化学工业出版社,1990.