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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，
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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，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，mB变大，Tf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-------------
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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：?T?Tf*?Tf?KfmB
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各为多少？
答：过冷程度太低，则凝固热抵偿不了散热，此时温度不能回升到凝固点，在低于凝固点时完全凝固，就得不到正确的凝固点。对于溶液而言，过冷太甚还会导致溶剂大量析出，mB变大，Tf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。
溶剂系统的自由度为1，溶液系统的自由度为2。
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？
答：纯溶剂凝固点是固体与液体成平衡的温度，溶液的凝固点是固体溶剂与溶液成平衡的温度。不同晶体具有不同的凝固点。凝固点降低的公式适用于于难挥发非电解质稀溶液和强电解质稀溶液。其他电解质溶液不能用。
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？
答：为了防止过冷太甚；过冷程度太低，则凝固热抵偿不了散热，此时温度不能回升到凝固点，在低于凝固点时完全凝固，就得不到正确的凝固点。
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？
答：实验测量成败的关键是：控制过冷程度和搅拌速率。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。本实验规定了搅拌方式：将冷冻管插入冰水浴中，缓慢搅拌，使之逐渐冷却，并观察温度计温度，当环己烷液的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，并缓慢搅拌（每秒1次），使环己烷温度均匀地逐渐降低。当温度低于近似凝固点0.2-0.3℃时应急速搅拌（防止过冷超过0.5℃），促使固体析出。当固体析出时，温度开始回升，立即改为缓慢搅拌，一直到温度达到最高点，此时记下的温度即为纯溶剂的精确凝固点。每次测定应按要求的速率搅拌，并且测溶剂与溶液凝固点的时候搅拌条件要完全一致。
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？
答：若不小心将萘附着在内管壁上，则溶液中的溶质含量将减少，导致所测温差偏小，溶质摩尔质量偏大。
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？
答：先测近似凝固点，可防止过冷太甚。过冷程度太低，则凝固热抵偿不了散热，此时温度不能回升到凝固点，在低于凝固点时完全凝固，就得不到正确的凝固点。先测近似凝固点，可准确判断过冷程度，减小凝固点测量误差，使误差范围小于0.006℃以内，保证测定值得准确性。 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？
答：当溶质在溶液中有解离、缔合、溶剂化和形成配合物时，可根据溶质在溶液中的表观摩尔质量与真实摩尔质量相比，可以求出溶质在溶液中有解离度、缔合度、溶剂化程度及配位数。 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？
答：不同，因为在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，环已烷的用量远远大于萘丸，如果要达-------------
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到相同的相对误差，测定环已烷质量的精密度要远远的小于萘丸。因此在测定环已烷的质量时，使用移液管量取体积再乘以密度；在测定萘丸质量时，精密度要求高，因此用电子天平测量。 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？
答：首先溶质能在此溶液很好的溶解，不出现解离，缔和，溶剂化和形成配合物等现象，另外此溶剂的凝固点温度不宜太高或太低，应很容易达到。 17、为什么纯溶剂和稀溶液的的凝固曲线不同？
答：由相率可知，在一定外压下，纯溶剂在凝固点时的条件自由度为零，在冷却曲线上可得到温度不变的水平线段。而溶液在凝固点时的条件自由度为1，其凝固点随溶液浓度的改变而改变，因此在冷却曲线上得不到温度不变的水平线段。
在纯溶剂的冷却曲线中，曲线中的低下部分表示发生了过冷现象，即溶剂冷至凝固点以下仍无固相析出，这是由于开始结晶出的微小晶粒的饱和蒸气压大于同温度下普通晶体的饱和蒸气压，所以往往产生过冷现象，即液体的温度要降低到凝固点以下才能析出固体，随后温度再上升到凝固点。
溶液的冷却情况与此不同，当溶液冷却到凝固点时，开始析出固态纯溶剂，随着溶剂的析出，溶液浓度逐渐增大，溶液的凝固点不断下降，在冷却曲线上得不到温度不变的水平线段。因此，在测定浓度一定的溶液的凝固点时，析出的固体越少，测得的凝固点才越准确。同时过冷程度应尽量减小，一般可采用在开始结晶时，加入少量溶剂的微小晶体作为晶种的方法，以促使晶体生成，溶液的凝固点应从冷却曲线上待温度回升后外推而得。
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？
答：寒剂的温度以不低于所测溶液凝固点3℃为宜，实验时寒剂应经常搅拌并间断地补充少量碎冰，使寒剂温度基本保持不变。寒剂温度对控制过冷程度影响很大，从而影响实验结果，寒剂温度的温度过高会导致冷却太慢，过低则测不出正确的凝固点。
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？
答：因为的内套管是用来装纯溶剂环己烷的，如果内套管不是洁净干净的，那么测得的就不是纯溶剂的凝固点，而是参有杂质的溶液的凝固点，会导致测得的凝固点不准确。
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？
答：本实验规定了搅拌方式：将冷冻管插入冰水浴中，缓慢搅拌，使之逐渐冷却，并观察温度计温度，当环己烷液的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，并缓慢搅拌（每秒1次），使环己烷温度均匀地逐渐降低。当温度低于近似凝固点0.2-0.3℃时应急速搅拌（防止过冷超过0.5℃），促使固体析出。当固体析出时，温度开始回升，立即改为缓慢搅拌，一直到温度达到最高点，此时记下的温度即为纯溶剂的精确凝固点。每次测定应按要求的速率搅拌，并且测溶剂与溶液凝固点的时候搅拌条件要完全一致。
注意事项1.搅拌速度的控制是做好本实验的关键，每次测定应按要求的速度搅拌，并且测溶剂与溶液凝固点时搅拌条件要完全一致。
2．寒剂温度对实验结果也有很大影响，过高会导致冷却太慢，过低则测不出正确的凝固点 3．实验所用的凝固点管必须洁净、干燥。
4．冷却过程中的搅拌要充分，但不可使搅拌桨超出液面，以免把样品溅在器壁上。 5．结晶必须完全融化后才能进行下一次的测量。
6．凝固点测定仪经“清零”、“锁定”后，其电源就不能关闭
1、寒剂温度对实验结果也有很大的影响，温度（ ）会导致冷却太慢，（ ）则测不出正确的凝固点。（ B ）
A过高、过高 B过高、过低 C 过低、过低 D过低、过高 2.实验所用的内套管的要求（A ）
A、洁净并干燥 B、只要干燥 C、只要洁净 D、都不需要 -------------
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3、实验中，什么时间（C ）对贝克曼温度计采零最合适。 A、一进实验室时B、内套管装纯溶剂前C、感温元件放入纯溶剂前 D、任意时刻
4、常利用稀溶液的依数性来测定溶质的摩尔质量，其中最常用来测定质量的是:（D） （A）蒸汽压降低（B）沸点降低 （C）凝固点降低 （D）参透压 5、凝固点降低法测摩尔质量仅适用下列哪一种溶液（ D ） (A) 浓溶液(B) 稀溶液
(C) 非挥发性溶质的稀溶液 (D) 非挥发性非电解质的稀溶液
6、用凝固点下降法测定溶质的摩尔质量，用到贝克曼温度计，本实验需要精确测定（ C ）
(A) 纯溶剂的凝固点(B)溶液的凝固点(C)溶液和纯溶剂凝固点的差值(D)可溶性溶质的凝固点
7、在20℃室温和大气压力下，用凝固点降低法测摩尔质量, 若所用的纯溶剂是苯, 其正常凝固点为5.5℃, 为使冷却过程在比较接近平衡的情况下进行, 作为寒剂的恒温介质浴比较合适的是（ A ）
(A) 冰-水 (B) 冰-盐水 (C) 干冰-丙酮 (D) 液氮 8、测步冷曲线时，样品应（ D ）
（A）后期快速冷却而前期缓慢冷却（B）快速冷却（C）前期快速冷却而后期缓慢冷却 （D）缓慢而均匀地冷却
9、差热分析和步冷曲线法类似，也是测物系相变温度，但（ A ）
（A）差热分析更精确 （B）步冷曲线法更精确 （C）二者精度差不多（D）不好说
11、环己烷的冷却曲线中两相平衡时的条件自由度为多少？（A） A.0 B.1 C.2 D.3
12、用凝固点降低法测萘的摩尔质量时，寒剂（冰水混合物）温度要控制在什么范围？（C） A.0℃左右 B.-1℃～-0℃ C。3℃～5℃ D.7℃～9℃ 13、本实验测环己烷凝固点时应用＿＿量取＿＿ml的环己烷。（C） A.量筒；50ml B.量筒；50g C.移液管；50ml D.移液管；50g
14、向环己烷中加萘的时候有少部分药品掉了出来，由此会导致萘摩尔质量发生什么变化。（B）
A.无影响 B.偏高
C.偏低 D.以上选项均错 15、实验中如果发现溶液过冷过甚，最恰当的处理方式是什么（B） A.将该溶液倒掉，再重新开始
B.停止实验，将溶液重新加热溶解后再测其凝固点
C.不做任何处理，继续下面操作 D.向该溶液内倒热水
16、在将仪器安装完后，取自来水的体积为冰浴槽体积的（ D ），然后加冰屑。 A 1/2 B 1/3 C 1/4 2/3 17、凝固点降低法测定摩尔质量实验的关键是（ C ）
A、控制温度 B、控制药品的用量 C、控制搅拌速度 D、以上都不是
18、在纯溶剂环己烷精确凝固点的测定，当环己烷溶液的温度降至高于近似凝固点的（A ）温度时迅速取出冷冻管。
A 0.5℃ B 0.3℃ C 0.1℃ D 1℃ 19、当溶质在溶液中有解离时，测定的结果会比实际值（ C ） A.无影响 B.偏高
C.偏低 D.以上选项均错
20、当溶质在溶液中有缔合或生成络合物时，测定的结果会比实际值（ B ） -------------
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A.无影响 B.偏高 C.偏低 D.以上选项均错 实验一 凝固点降低法测定摩尔质量预习思考题
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，直接反映了溶液中溶质的质点数，所以当有离解时质点数增加，?Tf变大，而从公式MB?Kf?mB?Tf?mA可看出，MB会偏小。
9、为什么要初测物质的凝固点?
答案：防止过冷出现，节省时间
10、为什么会产生过冷现象?如何控制过冷程度?
答案：由于新相难以生成，加入晶种或控制搅拌速度 11、测定溶液的凝固点时必须减少过冷现象吗？
答案：若过冷严重，温度回升的最高温度不是原尝试溶液的凝固点,测得的凝固点偏低。 12、测定凝固点时，纯溶剂温度回升后有一恒定阶段，而溶液没有，为什么？
答案：由于随着固态纯溶剂从溶液中的不断析出，剩余溶液的浓度逐渐增大，因而剩余溶液与溶剂固相的平衡温度也在逐渐下降，在步冷曲线上得不到温度不变的水平段，只出现折点. 13、选做溶剂时，
Kf大的灵敏度高还是
Kf小的灵敏度高?
答案：大的
14、测定溶液凝固点时，过冷温度不能超过多少度? 答案： 0.5，最好是0.2，
15、溶剂和溶质的纯度与实验结果有关吗？ 答案：有 16、如不用外推法求凝固点，一般答案：大 -------------
?Tf会偏大还是偏小？