凝固点降低法测定摩尔质量的思考题和答案解析

实验七十三凝固点降低法测定摩尔质量

1、简述凝固点降低法测定摩尔质量的基本原理

2、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，当溶质在溶液中有离解，缔合和生成络合物的情况下，对摩尔质量的测定值各有什么影响？

3、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，根据什么原则考虑加入溶质的量，太多太少影响如何？

4、凝固点降低的公式在什么条件下才适用？它能否用于电解质溶液？

5、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，为什么会产生过冷现象？过冷太甚对结果有何影响？如何控制过冷程度？

6、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，为了提高实验的准确度，是否可用增加溶液浓度的办法来增加ΔT值？为什么？

7、什么是稀溶液依数性质？稀溶液依数性质和哪些因素有关？

8、测定溶液凝固点时若过冷程度太大对结果有何影响？两相共存时溶液系统和纯溶剂系统的自由度各为多少？

9、什么叫凝固点？凝固点降低的公式在什么条件下才适用？它能否用于电解质溶液？

10、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，为什么要使用空气夹套？过冷太甚有何弊病？

11、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，实验测量成败的关键是什么？

12、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，加入萘的时候，不小心将萘附着在内管壁上，对实验结果有何影响？

13、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，为什么要先测近似凝固点？

14、当溶质在溶液中有解离、缔合、溶剂化和形成配合物时，测定的结果有何意义？

15、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，测定环已烷和萘丸质量时，精密度要求是否相同？为什么？

16、用凝固点降低法测定摩尔质量在选择溶剂时应考虑哪些因素？

17、为什么纯溶剂和稀溶液的的凝固曲线不同？

18、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，寒剂温度的温度应控制在什么范围？为什么？

19、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，为什么实验所用的内套管必须洁净、干燥？

20、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，搅拌速度的控制是做好本实验的关键，在实验过程中怎样控制搅拌速度？

实验七十三 凝固点降低法测定摩尔质量

1、简述凝固点降低法测定摩尔质量的基本原理

答：化合物的分子量是一个重要的物理化学参数。非挥发性溶质溶解在溶剂中后，其稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、冰点降低、渗透压等值只与溶质的分子数有关而与溶质的种类无关，这四种性质称为稀溶液的依数性。凝固点降低是依数性的一种表现。用凝固点降低法测定物质的分子量是一种简单而又比较准确的方法。稀溶液有依数性，稀溶液的凝固点降低（对析出物是纯溶剂的体系）与溶液中溶质B 的质量摩尔浓度的关系为：B f f f m K T T T =-=∆*，式中T f *

为纯溶剂的凝固点，T f 为溶液的凝固点，m B 为溶液中溶质B 的质量摩尔浓度，f K 为溶剂的质量摩尔凝固点降低常数，它的数值仅与溶剂的性质有关。

已知某溶剂的凝固点降低常数K f 并测得溶液的凝固点降低值ΔT，若称取一定量的溶质W B (g)和溶剂W A (g)，配成稀溶液，则此溶液的质量摩尔浓度m B 为:

m B =1000W B /M B W A,

式中，M B 为溶质的分子量。代入上式，则:

M B = 1000K f W B /ΔＴf W A (g/mol)

因此，只要取得一定量的溶质（W B ）和溶剂（W A ）配成一稀溶液，分别测纯溶剂和稀溶液的凝固点，求得ΔT f ，再查得溶剂得凝固点降低常数，代入上式即可求得溶质的摩尔质量。

2、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，当溶质在溶液中有离解，缔合和生成络合物的情况下，对摩尔质量的测定值各有什么影响？

答：用凝固点降低法测分子质量靠的是依数性，即依靠溶质在溶液中粒子的数目。注意，依靠的是粒子的数目而不是分子的数目。如果发生缔合或解离，自然是导致所测得的粒子所并不等同于分子数，那测出来的相对分子质量自然有偏差。解离使粒子数增多，表观上是分子数增加，于是测得的分子量变小。缔合和生成络合物使粒子数减少，于是测得的分子量比实际的要大。

3、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，根据什么原则考虑加入溶质的量，太多太少影响如何？

答：根据溶液凝固点的下降值考虑加入溶质的量，加入的溶质的量约使溶液的凝固点降低0.5℃左右。加入太多，因为浓度大了，就不是稀溶液，就不满足依数性了。加入太少，会使溶液的凝固点降低不明显，测量误差会增大。

4、凝固点降低的公式在什么条件下才适用？它能否用于电解质溶液？

答：凝固点降低公式适用于难挥发非电解质稀溶液和强电解质稀溶液。其次溶剂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。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，会使测出来的相对分子质量，所以在电解溶液中不适用上式计算。

5、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，为什么会产生过冷现象？过冷太甚对结果有何影响？如何控制过冷程度？

答：过冷现象是由于溶解在溶液中的溶质在温度降到凝固点以后，没有晶体析出而达到过饱和状态的现象，原因一般是由于寒剂温度过低，降温过快或溶液中较干净，没有杂质晶核。

在冷却过程中，如稍有过冷现象是合乎要求的，但过冷太厉害或寒剂温度过低，则凝固热抵偿不了散热，此时温度不能回升到凝固点，在温度低于凝固点时完全凝固，就得不到正确的凝固点。因此，实验操作中必须注意掌握体系的过冷程度。对于溶液而言，过冷太甚还会导致溶剂大量析出，m B 变大，T f 变小，显然回升的最高温度不是原浓度溶液的凝固点，引起测量误差。

控制过冷程度的方法：调节寒剂的温度以不低于所测溶液凝固点3℃为宜；为了判断过冷程度，本实验先测近似凝固点；当溶液温度降至高于近似凝固点的0.5℃时，迅速取出冷冻管，擦去水后插入空气套管中，以防止过冷太甚。

6、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，为了提高实验的准确度，是否可用增加溶液浓度的办法来增加ΔT 值？为什么？

答：不可以，原因是只有稀溶液才具有稀溶液的依数性，溶剂的凝固点降低值与溶剂的粒子数成正比。才满足：B f f f m K T T T =-=∆*

7、什么是稀溶液依数性质？稀溶液依数性质和哪些因素有关？

答：非挥发性溶质溶解在溶剂中后，其稀溶液的蒸气压下降、沸点升高、冰点降低、渗透压等值只与溶质的分子数有关而与溶质的种类无关，这四种性质称为稀溶液的依数性。

稀溶液依数性质与以下因素有关：只取决于溶剂的种类、数量和溶质粒子的数目。

8、测定溶液凝固点时若过冷程度太大对结果有何影响？两相共存时溶液系统和纯溶剂系统的自由度