凝固点降低法测定有机物摩尔质量
一、 实验目的
1. 用凝固点降低法测定萘的摩尔质量。
2. 加深对稀溶液依数性质的理解。
二、 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。稀溶液的凝固点降低与溶液成分关系的公式为：
式中，ΔTf 为凝固点降低值，是纯溶剂A 的凝固点比质量摩尔浓度为bB 的溶液的凝固点降低的度数；wA 为溶剂A 的摩尔质量；Kf 凝固点降低常数，其数值只与溶剂的性质有关，单位为K •kg •mol-1；对环己烷 ，纯溶剂凝固点Tf* 279.65K，凝固点降低常数为20.2。 贝克曼法的基本原理是将纯溶剂或溶液缓慢匀速冷却，记录体系温度随时间的变化，绘出步冷曲线（温度-时间曲线），用外推法求得纯溶剂或稀溶液中溶剂的凝固点。
纯液体的冷却曲线 液体的冷却曲线
三、 凝固点的确定方法
1. 纯溶剂的凝固点确定方法
纯溶剂的凝固点为其液相和固相共存的平衡温度。若将液态的纯溶剂逐步冷却，在未凝固前温度将随时间均匀下降。开始凝固后因放出凝固热而补偿了热损失，体系将保持液-固两相共存的平衡温度而不变，直到全部凝固，温度再继续下降。冷却曲线如图1中1所示。 但在实际过程中，液体温度达到或稍低于其凝固点时，晶体并不析出，此现象即过冷现象。此时若加以搅拌或加入晶种，促使晶核产生，则大量晶体迅速形成，并放出凝固热，使体系温度迅速回升到稳定的平衡温度，待液体全部凝固后，温度再逐渐下降。冷却曲线如图1中2所示。
2. 溶液的凝固点确定方法
溶液的凝固点是该溶液与溶剂的固相共存的平衡温度，冷却曲线与纯溶剂不同。当有溶剂凝固析出时，剩余溶液的浓度逐渐增大，因而溶液的凝固点也逐渐下降。因有凝固热放出，冷却曲线的斜率发生变化，即温度的下降速度变慢，如图1中3所示。本实验要求测定已知浓度溶液的凝固点。如果溶液过冷程度不大，析出固体溶剂的量很少，对原始溶液浓度影响不大，则以过冷回升的最高温度作为该溶液的凝固点，如图1中4所示。
确定凝固点的另一种方法是外推法，如图2所示，首先记录绘制纯溶剂与溶液的冷却曲线，作曲线后面部分(已经有固体析出) 的趋势线并延长使其与曲线的前面部分相交，其交点即为凝固点。
图1 纯溶剂和溶液的冷却曲线 图2 外推法求纯溶剂和溶液的凝固点
四、 仪器和试剂
1. 仪器
凝固点管、凝固点管塞、凝固点管套管； 小搅拌杆、大搅拌杆； 水浴缸、水浴缸盖； 精密电子温差仪、温度计； 移液管(25mL)、洗耳球； 分析天平
2. 工具
锤子、保温瓶、试管、环形搅拌棒、移液管、贝克曼温度计一支、分析天平、滤纸、冰块；
3. 试剂
环己烷(A.R) 萘(A.R.)
五、 实验步骤
1. 安装实验装置
2. 测定纯溶剂环己烷的凝固点
①取25.00mL 环己烷→移液管→凝固点管；
②将精密温差仪探头插入凝固点管，均匀搅拌(慢档) ，冷却至温度显示基本不变； ③ 按面板上的“置零”钮，此时温差仪显示“0.000”；
④拿出冰水浴中的凝固点管(用卫生纸擦干、擦净) ，用手捂热至结晶完全熔化(精密显示仪约6-7℃) ；
⑤ 将凝固点管放入套管，套管放入冰水浴搅拌(慢档) ，每30秒记录温度(以精密温差仪的报时为准) ；
⑥ 当液体开始析出晶体时(不直接观察样品管，观察精密温差仪示数下降开始变慢时) 继续读数10分钟；
⑦重复步骤4、5、6 一次；
⑧测量结束后，保留凝固点管内环己烷用作接下来测量实验中萘的溶剂。
3. 测定萘的环己烷溶液的凝固点
①用分析天平称取萘0.1000-0.1200g →实验步骤(二) 中保留的凝固点管→搅拌至完全溶解； ② 将凝固点管放入套管，套管放入冰水浴搅拌(慢档) ，每30秒记录温度(以精密温差仪的报时为准) ；
③当液体开始析出晶体时(不直接观察样品管，观察精密温差仪示数下降开始变慢时) 继续读数10分钟；
④拿出冰水浴中的凝固点管(用卫生纸擦干、擦净) ，用手捂热至结晶完全熔化(精密显示仪约6-7℃) ；
⑤重复步骤2、3一次；
⑥测量结束，实验完毕。整理仪器，清洗凝固点管、搅拌器、温差仪探头，将环己烷倒入废液瓶。
六、实验数据
加入有机物
环己烷（25mL)
萘(0.2058g） 凝固点温度T 1 6.866 4.911 凝固点温度T 2 6.741 4.944 凝固点温度T 3 6.787 4.930 计算萘的相对分子质量为：
M=109.7g 相对误差为：η=128. 17-119. 7⨯100%=6. 608% 128. 17
七、注意事项
1. 测温探头擦干后再插入凝固点管。不使用时注意妥善保护测温探头。
2. 加入固体样品时要小心，勿粘在壁上或撒在外面，以保证量的准确。
3. 熔化样品和溶解溶质时切勿升温过高，以防超出温差仪量程。