凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量的思考題

1、第一部分：思考題 實驗七十三 凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量1、簡述凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量的基本原理2、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，當溶質(zhì)在溶液中有離解，締合和生成絡合物的情況下，對 摩爾質(zhì)量的測定值各有什么影響？3、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，根據(jù)什么原則考慮加入溶質(zhì)的量，太多太少影響如何？4、凝固點降低的公式在什么條件下才適用？它能否用于電解質(zhì)溶液？5、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么會產(chǎn)生過冷現(xiàn)象？過冷太甚對結果有何影響？如何控制過冷程度？6、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為了提高實驗的準確度，是否可用增加溶液濃度的辦法來 增加AT值？為什么？7、什么是稀溶液依數(shù)性質(zhì)

2、？稀溶液依數(shù)性質(zhì)和哪些因素有關？8、測定溶液凝固點時若過冷程度太大對結果有何影響？兩相共存時溶液系統(tǒng)和純?nèi)軇┫到y(tǒng)的自由度各為多少？9、什么叫凝固點？凝固點降低的公式在什么條件下才適用？它能否用于電解質(zhì)溶液？10、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么要使用空氣夾套？過冷太甚有何弊??？11、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，實驗測量成敗的關鍵是什么？12、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，加入秦的時候，不小心將蔡附著在內(nèi)管壁上，對實驗結果有何影響？13、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么要先測近似凝固點？14、當溶質(zhì)在溶液中有解離、締合、溶劑化和形成配合物時，測定的結果有何意義？15、在

3、凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，測定環(huán)已烷和蔡丸質(zhì)量時，精密度要求是否相同？為什么？16、用凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量在選擇溶劑時應考慮哪些因素？17、為什么純?nèi)軇┖拖∪芤旱牡哪糖€不同？18、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，寒劑溫度的溫度應控制在什么范圍？為什么？19、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么實驗所用的內(nèi)套管必須潔凈、干燥？20、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，攪拌速度的控制是做好本實驗的關鍵，在實驗過程中怎 樣控制攪拌速度?第二部分：參考答案實驗七十三凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量1、簡述凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量的基本原理答：化合物的分子量是一個重要的物理化學參數(shù)。非揮發(fā)性溶

4、質(zhì)溶解在溶劑中后，其稀溶液的蒸氣壓下降、沸點升高、冰點降低、滲透壓等值只與溶質(zhì)的分子數(shù)有關而與溶質(zhì)的種類無關，這四 種性質(zhì)稱為稀溶液的依數(shù)性。凝固點降低是依數(shù)性的一種表現(xiàn)。用凝固點降低法測定物質(zhì)的分子量 是一種簡單而又比較準確的方法。稀溶液有依數(shù)性，稀溶液的凝固點降低（對析出物是純?nèi)軇┑捏w一 、一、一、一、.一 一一 1_. , . 一 一 * . .系）與溶椒中溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度的關系為：T Tf Tf KfmB，式中Tf為純?nèi)軇┑哪厅c，Tf為溶液的凝固點，mB為溶液中溶質(zhì) B的質(zhì)量摩爾濃度，Kf為溶劑的質(zhì)量摩爾凝固點降低常數(shù)，它的數(shù)值僅與溶劑的性質(zhì)有關。已知某溶劑的凝固點降低常數(shù)Kf并

5、測得溶液的凝固點降低值 AT,若稱取一定量的溶質(zhì) W（g）和溶劑網(wǎng)g）,配成稀溶液，則此溶液的質(zhì)量摩爾濃度E為：m=1000W/MBW,式中，M為溶質(zhì)的分子量。代入上式，則 ：Mb = 1000KfW / A T fW（g/mol）因此，只要取得一定量的溶質(zhì)（ W）和溶劑（W）配成一稀溶液，分別測純?nèi)軇┖拖∪芤旱哪厅c， 求得ATf,再查得溶劑得凝固點降低常數(shù)，代入上式即可求得溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。2、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，當溶質(zhì)在溶液中有離解，締合和生成絡合物的情況下，對摩爾質(zhì)量的測定值各有什么影響？答：用凝固點降低法測分子質(zhì)量靠的是依數(shù)性，即依靠溶質(zhì)在溶液中粒子的數(shù)目。注意，依靠的是

6、粒子的數(shù)目而不是分子的數(shù)目。如果發(fā)生締合或解離，自然是導致所測得的粒子所并不等同于 分子數(shù)，那測出來的相對分子質(zhì)量自然有偏差。解離使粒子數(shù)增多，表觀上是分子數(shù)增加，于是測 得的分子量變小。締合和生成絡合物使粒子數(shù)減少，于是測得的分子量比實際的要大。3、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，根據(jù)什么原則考慮加入溶質(zhì)的量，太多太少影響如何？答：根據(jù)溶液凝固點的下降值考慮加入溶質(zhì)的量，加入的溶質(zhì)的量約使溶液的凝固點降低0.5 C左右。加入太多，因為濃度大了，就不是稀溶液，就不滿足依數(shù)性了。加入太少，會使溶液的凝固 點降低不明顯，測量誤差會增大。4、凝固點降低的公式在什么條件下才適用？它能否用于電解質(zhì)溶液

7、？答：凝固點降低公式適用于難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液和強電解質(zhì)稀溶液。其次溶劑凝固點不應太 高或太低，應在常溫下易達到。如：水、苯、環(huán)己烷等。當溶質(zhì)在溶液里有解離、締合、溶劑化或 形成配合物等情況時，會使測出來的相對分子質(zhì)量，所以在電解溶液中不適用上式計算。5、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么會產(chǎn)生過冷現(xiàn)象？過冷太甚對結果有何影響？如何控制過冷程度？答：過冷現(xiàn)象是由于溶解在溶液中的溶質(zhì)在溫度降到凝固點以后，沒有晶體析出而達到過飽和 狀態(tài)的現(xiàn)象，原因一般是由于寒劑溫度過低，降溫過快或溶液中較干凈，沒有雜質(zhì)晶核。在冷卻過程中，如稍有過冷現(xiàn)象是合乎要求的，但過冷太厲害或寒劑溫度過低，則凝固熱抵償

8、不了散熱，此時溫度不能回升到凝固點，在溫度低于凝固點時完全凝固，就得不到正確的凝固點。 因此，實驗操作中必須注意掌握體系的過冷程度。對于溶液而言，過冷太甚還會導致溶劑大量析出， E變大，Tf變小，顯然回升的最高溫度不是原濃度溶液的凝固點，引起測量誤差?？刂七^冷程度的方法：調(diào)節(jié)寒劑的溫度以不低于所測溶液凝固點3c為宜；為了判斷過冷程度,本實驗先測近似凝固點；當溶液溫度降至高于近似凝固點的0.5C時，迅速取出冷凍管，擦去水后插入空氣套管中，以防止過冷太甚。6、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為了提高實驗的準確度，是否可用增加溶液濃度的辦法來 增加AT值？為什么？答：不可以，原因是只有稀溶液才具有

9、稀溶液的依數(shù)性，溶劑的凝固點降低值與溶劑的粒子數(shù)成正比。才滿足：T Tf Tf KfmB7、什么是稀溶液依數(shù)性質(zhì)？稀溶液依數(shù)性質(zhì)和哪些因素有關？答：非揮發(fā)性溶質(zhì)溶解在溶劑中后，其稀溶液的蒸氣壓下降、沸點升高、冰點降低、滲透壓等值只與溶質(zhì)的分子數(shù)有關而與溶質(zhì)的種類無關，這四種性質(zhì)稱為稀溶液的依數(shù)性。稀溶液依數(shù)性質(zhì)與以下因素有關：只取決于溶劑的種類、數(shù)量和溶質(zhì)粒子的數(shù)目。8、測定溶液凝固點時若過冷程度太大對結果有何影響？兩相共存時溶液系統(tǒng)和純?nèi)軇┫到y(tǒng)的自由度各為多少?答：過冷程度太低，則凝固熱抵償不了散熱，此時溫度不能回升到凝固點，在低于凝固點時完全凝固，就得不到正確的凝固點。對于溶液而言，過冷太

10、甚還會導致溶劑大量析出，mB變大，Tf變小，顯然回升的最高溫度不是原濃度溶液的凝固點，引起測量誤差。溶劑系統(tǒng)的自由度為 1 ,溶液系統(tǒng)的自由度為 2。9、什么叫凝固點？凝固點降低的公式在什么條件下才適用？它能否用于電解質(zhì)溶液？答：純?nèi)軇┠厅c是固體與液體成平衡的溫度，溶液的凝固點是固體溶劑與溶液成平衡的溫度。不同晶體具有不同的凝固點。凝固點降低的公式適用于于難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液和強電解質(zhì)稀溶液。其他電解質(zhì)溶液不能用。10、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么要使用空氣夾套？過冷太甚有何弊??？答：為了防止過冷太甚；過冷程度太低，則凝固熱抵償不了散熱，此時溫度不能回升到凝固點，在低于凝固點時完

11、全凝固，就得不到正確的凝固點。11、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，實驗測量成敗的關鍵是什么？答：實驗測量成敗的關鍵是：控制過冷程度和攪拌速率?？刂七^冷程度的方法：調(diào)節(jié)寒劑的溫度以不低于所測溶液凝固點3c為宜；為了判斷過冷程度，本實驗先測近似凝固點；當溶液溫度降至高于近似凝固點的 05c時，迅速取出冷凍管，擦去水后插入空氣套管中，以防止過冷太甚。本實驗規(guī)定了攪拌方式：將冷凍管插入冰水浴中，緩慢攪拌，使之逐漸冷卻，并觀察溫度計溫度，當環(huán)己烷液的溫度降至高于近似凝固點的0.5C時，迅速取出冷凍管，擦去水后插入空氣套管中，并緩慢攪拌（每秒1次），使環(huán)己烷溫度均勻地逐漸降低。當溫度低于近似凝固點0.

12、2-0.3C時應急速攪拌（防止過冷超過0.5C）,促使固體析出。當固體析出時，溫度開始回升，立即改為緩慢攪拌，一直到溫度達到最高點，此時記下的溫度即為純?nèi)軇┑木_凝固點。每次測定應按要求的速率攪拌，并且測溶劑與溶液凝固點的時候攪拌條件要完全一致。12、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，加入秦的時候，不小心將蔡附著在內(nèi)管壁上，對實驗結果有何影響？答：若不小心將蔡附著在內(nèi)管壁上，則溶液中的溶質(zhì)含量將減少，導致所測溫差偏小，溶質(zhì)摩 爾質(zhì)量偏大。13、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么要先測近似凝固點?答：先測近似凝固點，可防止過冷太甚。過冷程度太低，則凝固熱抵償不了散熱，此時溫度不 能回升到凝

13、固點，在低于凝固點時完全凝固，就得不到正確的凝固點。先測近似凝固點，可準確判 斷過冷程度，減小凝固點測量誤差，使誤差范圍小于0.006 C以內(nèi)，保證測定值得準確性。14、當溶質(zhì)在溶液中有解離、締合、溶劑化和形成配合物時，測定的結果有何意義？答：當溶質(zhì)在溶液中有解離、締合、溶劑化和形成配合物時，可根據(jù)溶質(zhì)在溶液中的表觀摩爾 質(zhì)量與真實摩爾質(zhì)量相比，可以求出溶質(zhì)在溶液中有解離度、締合度、溶劑化程度及配位數(shù)。15、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，測定環(huán)已烷和蔡丸質(zhì)量時，精密度要求是否相同？為什 么？答：不同，因為在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，環(huán)已烷的用量遠遠大于蔡丸，如果要達 到相同的相對誤差

14、，測定環(huán)已烷質(zhì)量的精密度要遠遠的小于蔡丸。因此在測定環(huán)已烷的質(zhì)量時，使 用移液管量取體積再乘以密度；在測定蔡丸質(zhì)量時，精密度要求高，因此用電子天平測量。16、用凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量在選擇溶劑時應考慮哪些因素？答：首先溶質(zhì)能在此溶液很好的溶解，不出現(xiàn)解離，締和，溶劑化和形成配合物等現(xiàn)象，另外 此溶劑的凝固點溫度不宜太高或太低，應很容易達到。17、為什么純?nèi)軇┖拖∪芤旱牡哪糖€不同？答：由相率可知，在一定外壓下，純?nèi)軇┰谀厅c時的條件自由度為零，在冷卻曲線上可得到溫度不變的水平線段。而溶液在凝固點時的條件自由度為1,其凝固點隨溶液濃度的改變而改變，因此在冷卻曲線上得不到溫度不變的水平線段。在

15、純?nèi)軇┑睦鋮s曲線中，曲線中的低下部分表示發(fā)生了過冷現(xiàn)象，即溶劑冷至凝固點以下仍無 固相析出，這是由于開始結晶出的微小晶粒的飽和蒸氣壓大于同溫度下普通晶體的飽和蒸氣壓，所 以往往產(chǎn)生過冷現(xiàn)象，即液體的溫度要降低到凝固點以下才能析出固體，隨后溫度再上升到凝固點。溶液的冷卻情況與此不同，當溶液冷卻到凝固點時，開始析出固態(tài)純?nèi)軇?，隨著溶劑的析出， 溶液濃度逐漸增大，溶液的凝固點不斷下降，在冷卻曲線上得不到溫度不變的水平線段。因此，在 測定濃度一定的溶液的凝固點時，析出的固體越少，測得的凝固點才越準確。同時過冷程度應盡量減小，一般可采用在開始結晶時，加入少量溶劑的微小晶體作為晶種的方法，以促使晶體生成，

16、溶液的凝固點應從冷卻曲線上待溫度回升后外推而得。18、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，寒劑溫度的溫度應控制在什么范圍？為什么？答：寒劑的溫度以不低于所測溶液凝固點3c為宜，實驗時寒劑應經(jīng)常攪拌并間斷地補充少量碎冰，使寒劑溫度基本保持不變。寒劑溫度對控制過冷程度影響很大，從而影響實驗結果，寒劑溫度的溫度過高會導致冷卻太慢，過低則測不出正確的凝固點。19、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，為什么實驗所用的內(nèi)套管必須潔凈、干燥？答：因為的內(nèi)套管是用來裝純?nèi)軇┉h(huán)己烷的，如果內(nèi)套管不是潔凈干凈的，那么測得的就不是純?nèi)軇┑哪厅c，而是參有雜質(zhì)的溶液的凝固點，會導致測得的凝固點不準確。20、在凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量實驗中，攪拌速度的控制是做好本實驗的關鍵，在實驗過程中怎樣控制攪拌速