凝固點降低法測定摩爾質量的思考題及答案

1、第一局部：思考題實驗七十三 凝固點降低法測定摩爾質量1、簡述凝固點降低法測定摩爾質量的根本原理2、在凝固點降低法測定摩爾質量實驗中，當溶質在溶液中有離解，締合和生成絡合物的情況下，對摩爾質量的測定值各有什么影響？3、在凝固點降低法測定摩爾質量實驗中，根據什么原那么考慮參加溶質的量，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？它能否用于電解質溶液？5、在凝固點降低法測定摩爾質量實驗中，為什么會產生過冷現象？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方法來增加T值？為什么？7、什么是稀溶液依數性質？稀溶

2、液依數性質和哪些因素有關？8、測定溶液凝固點時假設過冷程度太大對結果有何影響？兩相共存時溶液系統(tǒng)和純溶劑系統(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？它能否用于電解質溶液？10、在凝固點降低法測定摩爾質量實驗中，為什么要使用空氣夾套？過冷太甚有何弊病？11、在凝固點降低法測定摩爾質量實驗中，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量實驗中，參加萘的時候，不小心將萘附著在內管壁上，對實驗結果有何影響？13、在凝固點降低法測定摩爾質量實驗中，為什么要先測近似凝固點？14、當溶質在溶液中有解離、締合、溶劑化和形成配合物時，測定的結果有何意義？15、在凝固

3、點降低法測定摩爾質量實驗中，測定環(huán)已烷和萘丸質量時，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量在選擇溶劑時應考慮哪些因素？17、為什么純溶劑和稀溶液的的凝固曲線不同？18、在凝固點降低法測定摩爾質量實驗中，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量實驗中，為什么實驗所用的內套管必須潔凈、枯燥？20、在凝固點降低法測定摩爾質量實驗中，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？第二局部：參考答案實驗七十三 凝固點降低法測定摩爾質量1、簡述凝固點降低法測定摩爾質量的根本原理答：化合物的分子量是一個重要的物理化學參數。非揮發(fā)性溶質溶

4、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的分子數有關而與溶質的種類無關，這四種性質稱為稀溶液的依數性。凝固點降低是依數性的一種表現。用凝固點降低法測定物質的分子量是一種簡單而又比擬準確的方法。稀溶液有依數性，稀溶液的凝固點降低對析出物是純溶劑的體系與溶液中溶質B的質量摩爾濃度的關系為：，式中Tf*為純溶劑的凝固點，Tf 為溶液的凝固點，mB 為溶液中溶質B的質量摩爾濃度，為溶劑的質量摩爾凝固點降低常數，它的數值僅與溶劑的性質有關。 某溶劑的凝固點降低常數Kf并測得溶液的凝固點降低值T，假設稱取一定量的溶質WB(g)和溶劑WA(g)，配成稀溶液，那么此溶液的質量

5、摩爾濃度mB為: mB=1000WB/MBWA,式中，MB為溶質的分子量。代入上式，那么:      MB = 1000KfWB /fWA(g/mol)        因此，只要取得一定量的溶質WB和溶劑WA配成一稀溶液，分別測純溶劑和稀溶液的凝固點，求得Tf，再查得溶劑得凝固點降低常數，代入上式即可求得溶質的摩爾質量。2、在凝固點降低法測定摩爾質量實驗中，當溶質在溶液中有離解，締合和生成絡合物的情況下，對摩爾質量的測定值各有什么影響？答：用凝固點降低法測分子質量靠的是依數性

6、，即依靠溶質在溶液中粒子的數目。注意，依靠的是粒子的數目而不是分子的數目。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，那測出來的相對分子質量自然有偏差。解離使粒子數增多，表觀上是分子數增加，于是測得的分子量變小。締合和生成絡合物使粒子數減少，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量實驗中，根據什么原那么考慮參加溶質的量，太多太少影響如何？答：根據溶液凝固點的下降值考慮參加溶質的量，參加的溶質的量約使溶液的凝固點降低0.5左右。參加太多，因為濃度大了，就不是稀溶液，就不滿足依數性了。參加太少，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

7、什么條件下才適用？它能否用于電解質溶液？答：凝固點降低公式適用于難揮發(fā)非電解質稀溶液和強電解質稀溶液。其次溶劑凝固點不應太高或太低，應在常溫下易到達。如：水、苯、環(huán)己烷等。當溶質在溶液里有解離、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量實驗中，為什么會產生過冷現象？過冷太甚對結果有何影響？如何控制過冷程度？答：過冷現象是由于溶解在溶液中的溶質在溫度降到凝固點以后，沒有晶體析出而到達過飽和狀態(tài)的現象，原因一般是由于寒劑溫度過低，降溫過快或溶液中較干凈，沒有雜質晶核。在冷卻過程中，如稍有過冷現象是符合要求的，但過冷太厲

8、害或寒劑溫度過低，那么凝固熱抵償不了散熱，此時溫度不能上升到凝固點，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，mB變大，Tf變小，顯然上升的最高溫度不是原濃度溶液的凝固點，引起測量誤差。控制過冷程度的方法：調節(jié)寒劑的溫度以不低于所測溶液凝固點3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0.5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方法來增加T值？為什么？答：不可以，

9、原因是只有稀溶液才具有稀溶液的依數性，溶劑的凝固點降低值與溶劑的粒子數成正比。才滿足：7、什么是稀溶液依數性質？稀溶液依數性質和哪些因素有關？答：非揮發(fā)性溶質溶解在溶劑中后，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的分子數有關而與溶質的種類無關，這四種性質稱為稀溶液的依數性。稀溶液依數性質與以下因素有關：只取決于溶劑的種類、數量和溶質粒子的數目。8、測定溶液凝固點時假設過冷程度太大對結果有何影響？兩相共存時溶液系統(tǒng)和純溶劑系統(tǒng)的自由度各為多少？答：過冷程度太低，那么凝固熱抵償不了散熱，此時溫度不能上升到凝固點，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

10、太甚還會導致溶劑大量析出，mB變大，Tf變小，顯然上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？它能否用于電解質溶液？答：純溶劑凝固點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)非電解質稀溶液和強電解質稀溶液。其他電解質溶液不能用。10、在凝固點降低法測定摩爾質量實驗中，為什么要使用空氣夾套？過冷太甚有何弊病？答：為了防止過冷太甚；過冷程度太低，那么凝固熱抵償不了散熱，此時溫度不能上升到凝固點，在低于凝固點時完全

11、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：調節(jié)寒劑的溫度以不低于所測溶液凝固點3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0.5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0.5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0.2-0.3時

12、應急速攪拌防止過冷超過0.5，促使固體析出。當固體析出時，溫度開始上升，立即改為緩慢攪拌，一直到溫度到達最高點，此時記下的溫度即為純溶劑的精確凝固點。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量實驗中，參加萘的時候，不小心將萘附著在內管壁上，對實驗結果有何影響？答：假設不小心將萘附著在內管壁上，那么溶液中的溶質含量將減少，導致所測溫差偏小，溶質摩爾質量偏大。13、在凝固點降低法測定摩爾質量實驗中，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，那么凝固熱抵償不了散熱，此時溫度不能上升到凝固點，在低于凝固點

13、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以內，保證測定值得準確性。14、當溶質在溶液中有解離、締合、溶劑化和形成配合物時，測定的結果有何意義？答：當溶質在溶液中有解離、締合、溶劑化和形成配合物時，可根據溶質在溶液中的表觀摩爾質量與真實摩爾質量相比，可以求出溶質在溶液中有解離度、締合度、溶劑化程度及配位數。15、在凝固點降低法測定摩爾質量實驗中，測定環(huán)已烷和萘丸質量時，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量實驗中，環(huán)已烷的用量遠遠大于萘丸，如果要到達相同的相對誤差，測定環(huán)已烷質量的精密度要遠遠

14、的小于萘丸。因此在測定環(huán)已烷的質量時，使用移液管量取體積再乘以密度；在測定萘丸質量時，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量在選擇溶劑時應考慮哪些因素？答：首先溶質能在此溶液很好的溶解，不出現解離，締和，溶劑化和形成配合物等現象，另外此溶劑的凝固點溫度不宜太高或太低，應很容易到達。17、為什么純溶劑和稀溶液的的凝固曲線不同？答：由相率可知，在一定外壓下，純溶劑在凝固點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。在純溶劑的冷卻曲線中，曲線中的低下局

15、部表示發(fā)生了過冷現象，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，所以往往產生過冷現象，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)純溶劑，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，參加少量溶劑的微小晶體作為晶種的方法，以促使晶體生成，溶液的凝固點應從冷卻曲線上待溫度上升后外推

16、而得。 18、在凝固點降低法測定摩爾質量實驗中，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3為宜，實驗時寒劑應經常攪拌并間斷地補充少量碎冰，使寒劑溫度根本保持不變。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，過低那么測不出正確的凝固點。19、在凝固點降低法測定摩爾質量實驗中，為什么實驗所用的內套管必須潔凈、枯燥？答：因為的內套管是用來裝純溶劑環(huán)己烷的，如果內套管不是潔凈干凈的，那么測得的就不是純溶劑的凝固點，而是參有雜質的溶液的凝固點，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