實驗四凝固點降低法測定分子量實驗目的測定水的凝固點降低值，計算脲素的分子量。掌握固點降低法測分子量的原理。掌握貝克曼溫度計的使用方法。實驗原理物質的摩爾質量是一個重要的物理化學數據，其測定方法有許多種。凝固點降低法測定物質的摩爾質量是一個簡單而比較準確的測定方法，在實驗和溶液理論的研究方面都具有重要意義。當稀溶液凝固析出純固體溶劑時，則溶液的凝固點低于純溶劑的凝固點，其降低值與溶液的質量摩爾濃度成正比。即AT=Tf*-Tf=KfmB (1)式中，T**—純溶劑的凝固點Tf—溶液的凝固點mB—溶液中溶質B的質量摩爾濃度K*——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。表2-1給出了部分溶劑的凝固點降低常數值。表1-1幾種溶劑的凝固點降低常數值溶劑水醋酸苯環己烷環己醇萘三溴甲烷T*f/K273.15289.75278.65279.65297.05383.5280.95Kf/(K-kg-mol-i)1.863.905.122039.36.914.4若稱取一定量的溶質WB(g)和溶劑WA(g)，配成稀溶液，則此溶液的質量摩爾濃度mB為W(2)二 B—義10-3(2)MWBA式中，MB為溶質的分子量。將(2)式代入(1)式，整理得:M二不—^―X1Q-若已知某溶劑的凝固點降低常數Kf值，通過實驗測定此溶液的凝固點降低值AT，即可計算溶質的分子量mb。通常測凝固點的方法是將溶液逐漸冷卻，但冷卻到凝固點，并不析出晶體，往往成為過冷溶液。然后由于攪拌或加入晶種促使溶劑結晶，由結晶放出的凝固熱，使體系溫度回升，

當放熱與散熱達到平衡時，溫度不再改變。此固液兩相共存的平衡溫度即為溶液的凝固點。但過冷太厲害或寒劑溫度過低，則凝固熱抵償不了散熱，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。從相律看，溶劑與溶液的冷卻曲線形狀不同。對純溶劑兩相共存時，自由度f*=1-2+1=0,冷卻曲線出現水平線段，其形狀如圖1-1(1)所示。對溶液兩相共存時，自由度f*=2-2+1=1,溫度仍可下降，但由于溶劑凝固時放出凝固熱，使溫度回升，但回升到最高點又開始下降，所以冷卻曲線不出現水平線段，如圖1-1(2)所示。由于溶劑析出后，剩余溶液濃度變大，顯然回升的最高溫度不是原濃度溶液的凝固點，嚴格的做法應作冷卻曲線，并按圖1-1(2)中所示方法加以校正。但由于冷卻曲線不易測出，而真正的平衡濃度又難于直接測定，實驗總是用稀溶液，并控制條件使其晶體析出量很少，所以以起始濃度代替平衡濃度，對測定結果不會產生顯著影響。圖-1圖-1溶劑與溶液的冷卻曲線本實驗測純溶劑與溶液凝固點之差，由于差值較小，所以測溫需用較精密儀器，本實驗使用貝克曼溫度計。3儀器藥品凝固點測定儀貝克曼溫度計3儀器藥品凝固點測定儀貝克曼溫度計普通溫度計(0℃?50℃)移液管(50mL)脲素冰1套1只1只1只燒杯 2個放大鏡 1個壓片機 1個粗鹽實驗步驟調節貝克曼溫度計在水的凝固點0.00℃時，使水銀柱高度距頂端1℃?2c為宜，調節方法請參閱第n部分第一章溫度的測量與控制。調節寒劑的溫度取適量粗鹽與冰水混合，使寒劑溫度為-2℃?-3℃，在實驗過程中不斷攪拌，使寒劑保持此溫度。

溶劑凝固點的測定儀器裝置如圖1-2所示。用移液管向清潔、干燥的凝固點管內加入50mL純水，并記下水的溫度，插入調節好的貝克曼溫度計摩擦聲。先將盛水的凝固點管直接插入寒劑中，上下移動攪棒(勿拉過液面，約每秒鐘一次)。使水的溫度逐漸降低，當過冷到0.7C以后，要快速攪拌(以攪棒下端擦管底)，幅度要盡可能的小，待溫度回升后，恢復原來的攪拌，同時用放大鏡觀察溫度計讀數，直到溫度回升穩定為止，此溫度即為水的近似凝固點。取出凝固點管，用手捂住管壁片刻,同時不斷攪拌，使管中固體全部熔化，將凝固點管放在空氣套管中，緩慢攪拌,使溫度逐漸降低，當溫度降至近似凝固點時，自支管加入少量晶種，并快速攪拌(在液體上部)，待溫度回升后，再改為緩慢攪拌。直到溫度回升到穩定為止,以手輕叩溫度計管壁，用放大鏡讀數，記下穩定的溫度值，重復測定三次，每次之差不超過0.006℃,三次平均值作為純水的凝固點。(4)溶液凝固點的測定使水銀球全部浸入水中，且拉動攪拌聽不到碰壁與圖1-2凝固點降低實驗裝置1.貝克曼溫度計；2.內管攪棒；3.投料支管；4.凝固點管；使水銀球全部浸入水中，且拉動攪拌聽不到碰壁與圖1-2凝固點降低實驗裝置1.貝克曼溫度計；2.內管攪棒；3.投料支管；4.凝固點管；5.空氣套管;6.寒劑攪棒；7.冰槽；8.溫度計。取出凝固點測定管，使固體完全融化，再加入重量近似的第二片尿素片，用同樣的方法進行測定。數據處理(1)由水的密度，計算所取水的重量wa。將實驗數據列入表1.2中。表1.2凝固點降低實驗數據物質質量凝固點凝固點降低值測量值平均值水123脲素(第一次)123脲素(第二次)123根據公式3，由所得數據計算脲素的分子量，并計算與理論值的相對誤差。注意事項(1)攪拌速度的控制是做好本實驗的關鍵，每次測定應按要求的速度攪拌，并且測溶劑與溶液凝固點時攪拌條件要完全一致。寒劑溫度對實驗結果也有很大影響，過高會導致冷卻太慢，過低則測不出正確的凝固點。(3)純水過冷度約0.7℃~1℃(視攪拌快慢)，為了減少過冷度，而加入少量晶種