凝固点法测定摩尔质量思考题

凝固点降低法测定摩尔质量预习思考题汇总

1、为了提高实验的准确度是否可用增加溶质浓度的方法增加值?

答案：不可以，溶质加的太多，不是稀溶液，就不能符合凝固点降低公式了。 2、冰浴温度过高或过低有什么不好?

答案：过高会导致冷却太慢，过低则测不出正确的凝固点。 3、搅拌速度过快和过慢对实验有何影响？

答案：在温度逐渐降低过程中，搅拌过快，不易过冷，搅拌过慢，体系温度不均匀。温度回升时，搅拌过快，回升最高点因搅拌热而偏听偏高；过慢，溶液凝固点测量值偏低。所以搅拌的作用一是使体系温度均匀，二是供热（尤其是刮擦器壁），促进固体新相的形成。 4、根据什么原则考虑加入溶质的量，太多或太少会有何影响？

答案：根据稀溶液依数性，溶质加入量要少，而对于称量相对精密度来说，溶质又不能太少。

5、凝固点降低法测定摩尔质量使用范围内如何? 答案：：稀溶液

6、凝固点下降是根据什么相平衡体系和哪一类相线?

答案：二组分低共熔体系中的凝固点降低曲线，也称对某一物质饱和的析晶线 7、为什么要用空气套管，不用它对实验结果有何影响？

答案：减缓降温速率，防止过准予发生。

8、若溶质在溶液中有离解现象，对摩尔质量的测定值有何影响？

答案：因为凝固点下降多少直接影响，直接反映了溶

实验一 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：?T?Tf*?Tf?KfmB，式中Tf为纯溶剂的凝固点，

*

Tf 为溶液的凝固点，mB 为溶液中溶质B的质量摩尔浓度，Kf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Kf并测得溶液的凝固点降低值ΔT，若称取一定量的溶质WB(g)和溶剂WA(g)，配成稀溶液，则此溶液的质量摩尔浓度mB为:

mB=1000WB/MBWA,

式中，MB为溶质的分子量。代入上式，则:

MB = 1000KfWB /ΔＴfWA(g/mol)

因此，只要取得一定量的溶质（WB）和溶剂（WA）配成一稀溶液，分别测纯溶剂和稀溶液的凝固点，求得ΔTf，

凝固点降低法测定摩尔质量

【教学目的】

1. 用凝固点降低法测定萘的摩尔质量。 2. 掌握溶液凝固点测定技术。

3. 掌握NGC—I型凝固点测定仪的使用方法。 4. 通过实验加深对稀溶液依数性的理解。

【教学重点】

通过凝固点的测定，使学生加深对稀溶液依数性质的理解

【教学内容】 一、实验原理

物质的摩尔质量是一个重要的物理化学数据。凝固点降低法是一种比较简单而较正确的测定摩尔质量的方法。凝固点降低是理想稀溶液依数性之一，其在实用方面和对溶液的理论研究方面都很重要。

理想稀溶液的凝固点降低（对析出物为纯固相溶剂的系统）与溶液组成间关系为

Tf?Tf??Tf?**R(Tf*)2?H(A)?XB

（1）

式中Tf和Tf分别为纯溶剂和溶液的凝固点（K）；?Tf为凝固点降低值；?H(A)为溶剂的摩尔凝固热；XB为溶液中溶质的量分数。若用nA和nB表示溶剂和溶质的物质的量，则上式写成：

?Tf?R(Tf*)2nB

?H(A)nA?nB? （2）

当溶液很稀时，nB≤nA，则

R(Tf*)2nBR(Tf*)2MAWB?Tf????()?Kf?mB

?H(A)nA?H(A)MBWA （3）

式中K?f浓度。

R(Tf*)2?H(A)

实验7凝固点降低法测定摩尔质量

1引言

1.1 实验目的

1. 用凝固点降低法测定尿素的摩尔质量。 2.学会用步冷曲线对溶液凝固点进行校正。 3.通过本实验加深对稀溶液依数性的认识。

1.2实验原理

稀溶液具有依数性，凝固点降低是依数性的一种表现它与溶液质量摩尔浓度的关系为

?????=??????????=????????? 式中：?????为凝固点降低值；?????、????分别为纯溶剂、溶液的凝固点；????为溶液质量摩尔浓度；????为凝固点降低常数，它只与所用溶剂的特性有关。如果稀溶液是由质量为????的溶质溶于质量为????的溶剂中而构成，则上式可写成

1000????

?????=????? ?????????或

????=?????

1000????

??????????

如果已知溶液的????值，则可通过实验测出溶液的凝固点降低值，利用上式即可求出溶质的摩尔质量。

实验中，要测量溶剂和溶液的凝固点之差。对于纯溶剂，将溶剂逐渐降低至过冷，温度降低至一定只是出现结晶，当晶体生成时，放出的热量使体系温度回升，而后温度保持相对恒定，对于纯溶剂来说，在一定压力下，凝固点是不变的，直到全部液体凝固成固体后才会下降。相对恒定的温度即为凝固点。

凝固点下降法测定摩尔质量

一、实验目的：

1.通过实验，熟悉用凝固点下降法测定溶质的摩尔质量的方法，加深对稀溶液依数性的理解；

2.掌握溶液凝固点的测量技术。 二、实验原理：

溶液的液相与溶剂的固体成平衡时的温度称为溶液的凝固点。在溶液浓度很稀时，溶液凝固点降低值仅取决于所含溶质分子的数目，凝固点下降是稀溶液依数性的一种表现。

凝固点下降法测定化合物的摩尔质量是一个简单而又较为准确的方法。 若一难挥发的非电解质物质溶于纯液体中形成一种稀溶液，则此液的凝固点降低值与溶质的质量摩尔浓度成正比，即：

1000mB ?T?T0?T?Kf (5-1)

MmA式中：T0、T分别为纯溶剂和溶液的凝固点；mB、mA分别为溶质、溶剂质量，M为溶质的摩尔质量；Kf为溶剂的凝固点降低常数，其值与溶剂的性质有关，以水作溶剂，则为1.86。 由于过冷现象的存在，纯溶剂的温度要降到凝固点以下才析出固体，然后温度再回升到凝固点。溶液冷却时，由于随着溶剂的析出，溶液浓度相应增大，故凝固点随溶剂的析出而不断下降，在冷却曲线上得不到温度不变的水平线段，一般地，溶液的凝固点应从冷却曲线上待温度回升后外推而

凝固点降低法测定摩尔质量

丛乐 2005011007 生51

实验日期：2007年10月13日星期六 提交报告日期：2007年10月27日星期六

助教老师：刘马林

1 引言

1.1实验目的

1． 2． 3．

用凝固点降低法测定萘的摩尔质量 学会用步冷曲线对溶液凝固点进行校正 通过本实验加深对稀溶液依数性的认识

1.2 实验原理

稀溶液具有依数性，凝固点降低是依数性的一种表现，它与溶液质量摩尔浓度的关系为：

?Tf?Tf*?Tf?Kf×bB

其中，?Tf为凝固点降低值，Tf*、Tf分别为纯溶剂、溶液的凝固点，bB为溶液质量摩尔浓度，Kf为凝固点降低常数，它只与所用溶剂的特性有关。如果稀溶液是由质量为mB的溶质溶于质量为mA的溶剂中而构成，则上式可写为：

1000mB?Tf?Kf×

M×mA即

103mB （*） M?Kf?TfmA?1式中： Kf——溶剂的凝固点降低常数（单位为Kkgmol）；

M——溶质的摩尔质量（单位为gmol）。

如果已知溶液的Kf值，则可通过实验测出溶液的凝固点降低值 ?Tf，利用上式即可求出溶质的摩尔质量。

常用溶剂的Kf值见下表。

表1 常用溶剂的Kf值

溶 剂 ?1Tf*/K Kf/

温度T/℃凝固点降低法测定物质的相对分子质量

李凤婵 20112401136

一、实验目的

1. 明确溶液凝固点的定义及获得凝固点的正确方法。 2. 测定环己烷的凝固点降低值，计算萘的相对分子质量。

3. 掌握溶液凝固点降低法测分子量的原理，加深对稀溶液依数性质的理解。 4.掌握贝克曼温度计的使用方法。 二、实验原理

1、凝固点降低法测分子量的原理

化合物的分子量是一个重要的物理化学参数。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，凝固点降低是依数性的一种表现。稀溶液的凝固点降低（对析出物是纯溶剂的体系）与溶液中物质的摩尔分数的关系式为：

ΔT=Tf -Tf = Kf mB （1）

式中，Tf为纯溶剂的凝固点，Tf 为溶液的凝固点，mB为溶液中溶质B的质量摩尔浓度，Kf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。 表1给出了部分溶剂的凝固点降低常数值。

表1 几种溶剂的凝固点降低常数值

溶剂 Tf*/K Kf/(K.kg/mol)

已知某溶剂的凝固点降低常数

水 273.15 1.86 醋酸 289.75 3.90 苯 278.65 5.12 环己烷 2

实验六 粘度法测定高聚物摩尔质量

一、实验目的

1.掌握用乌氏（ubbelohde）粘度计测定高聚物平均摩尔质量的原理和方法； 2.测定聚乙烯醇的特性黏度，计算其粘均摩尔质量。 二、实验原理

高聚物摩尔质量对它的性能影响很大，是个重要的基本参数。由于高聚物每个分子的聚合度不一定相同，因此一般高聚物是摩尔质量大小不同的大分子混合物，通常所测高聚物摩尔质量是一个统计平均值。

测定高聚物摩尔质量的方法很多，测定的方法不同，所得的平均摩尔质量也有所不同。粘度法是常用的测定高聚物摩尔质量的方法之一，用粘度法所得的摩尔质量称为粘均摩尔质量。

液体在流动过程中，必须克服内摩擦阻力而做功。其所受阻力的大小可用粘度系数η（简称粘度）来表示（kg·m-1·s-1）。高聚物溶液的粘度η一般要比纯溶剂的粘度η0大得多，原因在于其分子链长度远大于溶剂分子，加上溶剂化作用，使其在流动时受到较大的内摩擦阻力。在相同温度下，溶液粘度增加的分数称为增比粘度ηsp，即

η

sp=

???0

=ηr－1， ?0

ηr称作相对粘度，是溶液粘度与纯溶剂粘度的比值，即 ηr=

? ?0高聚物溶液的增比粘度ηsp随质量浓度C的增加而增加。为了便于比较，将单位浓度的增比粘度ηsp /C定为比浓粘度

实验六 粘度法测定高聚物摩尔质量

一、实验目的

1.掌握用乌氏（ubbelohde）粘度计测定高聚物平均摩尔质量的原理和方法； 2.测定聚乙烯醇的特性黏度，计算其粘均摩尔质量。 二、实验原理

高聚物摩尔质量对它的性能影响很大，是个重要的基本参数。由于高聚物每个分子的聚合度不一定相同，因此一般高聚物是摩尔质量大小不同的大分子混合物，通常所测高聚物摩尔质量是一个统计平均值。

测定高聚物摩尔质量的方法很多，测定的方法不同，所得的平均摩尔质量也有所不同。粘度法是常用的测定高聚物摩尔质量的方法之一，用粘度法所得的摩尔质量称为粘均摩尔质量。

液体在流动过程中，必须克服内摩擦阻力而做功。其所受阻力的大小可用粘度系数η（简称粘度）来表示（kg·m-1·s-1）。高聚物溶液的粘度η一般要比纯溶剂的粘度η0大得多，原因在于其分子链长度远大于溶剂分子，加上溶剂化作用，使其在流动时受到较大的内摩擦阻力。在相同温度下，溶液粘度增加的分数称为增比粘度ηsp，即

η

sp=

???0

=ηr－1， ?0

ηr称作相对粘度，是溶液粘度与纯溶剂粘度的比值，即 ηr=

? ?0高聚物溶液的增比粘度ηsp随质量浓度C的增加而增加。为了便于比较，将单位浓度的增比粘度ηsp /C定为比浓粘度

金属凝固原理思考题

1．表面张力、界面张力在凝固过程的作用和意义。

2． 如何从液态金属的结构特点解释自发形核的机制。

答：晶体熔化后的液态结构是长程无序，而短程内却存在不稳定的、接近有序的原子集团。由于液态中原子运动较为强烈，在其平衡位置停留时间甚短，故这种局部有序排列的原子集团此消彼长，即结构起伏和相起伏。当温度降到熔点以下，在液相中时聚时散的短程有序原子集团，就可能成为均匀形核的晶胚，从而进行均匀形核。

3．从最大形核功的角度，解释d G/dr 0的含义。

4．表面张力、界面张力在凝固过程和液态成形中的意义。

5．在曲率为零时，纯镍的平衡熔点为1723K，假设镍的球形试样半径是1cm，1μm、0.01

μm，其熔点温度各为多少？已知△H=18058J/mol，Vm=606cm3/mol，σ=255×107J/cm2

6．（与第18题重复）证明在相同的过冷度下均质形核时，球形晶核与立方形晶核哪种更易

形成。

答：对于球形晶核：过冷液中出现一个晶胚时，总的自由能变化为ΔG=（4πr3ΔGV/3）+4πr2σ。临界晶核的半径为r*，由dΔG/dr=0求得：r*=-2σ/ΔGv=2σTm/LmΔT，则临界形核

的功及形核功为：ΔG*球=16πσ3/3ΔGv