【物理化学实验报告讲义凝固点降低法测定非挥发性溶质的】一、实验目的

本实验旨在通过凝固点降低法测定非挥发性溶质的摩尔质量。该方法基于稀溶液的依数性原理，即在一定温度下，溶剂的凝固点会因加入非挥发性溶质而下降，且下降值与溶质的浓度成正比。通过测量溶液的凝固点，并结合已知数据，可计算出溶质的摩尔质量。

二、实验原理

根据拉乌尔定律和稀溶液的依数性，当非挥发性溶质溶解于溶剂中时，会使溶剂的凝固点降低。其降低量（ΔTf）可用以下公式表示：

$$ \Delta T_f = K_f \cdot m $$

其中：

- ΔTf 为凝固点降低值；

- Kf 为溶剂的凝固点下降常数（单位：℃·kg/mol）；

- m 为溶质的质量摩尔浓度（mol/kg）。

进一步地，质量摩尔浓度 m 可表示为：

$$ m = \frac{n}{m_{\text{溶剂}}} = \frac{w}{M \cdot m_{\text{溶剂}}} $$

其中：

- n 为溶质的物质的量；

- w 为溶质的质量（g）；

- M 为溶质的摩尔质量（g/mol）；

- m_溶剂 为溶剂的质量（kg）。

将上述两式联立，可得：

$$ M = \frac{K_f \cdot w}{\Delta T_f \cdot m_{\text{溶剂}}} $$

三、实验仪器与试剂

1. 实验仪器：

- 凝固点测定仪

- 温度计（精度0.01℃）

- 烧杯、量筒、移液管

- 恒温水浴装置

- 电子天平（精度0.001g）

2. 实验试剂：

- 纯溶剂（如水或苯）

- 非挥发性溶质（如萘、尿素等）

- 蒸馏水（用于清洗设备）

四、实验步骤

1. 预先准备好一定量的纯溶剂，记录其质量。

2. 将溶剂置于凝固点测定仪中，缓慢降温至接近其凝固点。

3. 记录纯溶剂的凝固点（T0）。

4. 在溶剂中加入一定量的非挥发性溶质，充分搅拌使其溶解。

5. 重复步骤2和3，记录溶液的凝固点（T）。

6. 计算凝固点降低值 ΔTf = T0 - T。

7. 根据公式计算溶质的摩尔质量。

五、数据记录与处理

| 项目 | 数据 |

|------|------|

| 溶剂质量（m_溶剂） | ______ g |

| 溶质质量（w） | ______ g |

| 纯溶剂凝固点（T0） | ______ ℃ |

| 溶液凝固点（T） | ______ ℃ |

| 凝固点降低值（ΔTf） | ______ ℃ |

| 溶剂的Kf值 | ______ ℃·kg/mol |

| 溶质摩尔质量（M） | ______ g/mol |

六、注意事项

1. 实验过程中应保持温度变化的均匀性，避免剧烈波动影响测量结果。

2. 溶质必须完全溶解，否则会影响凝固点的准确测定。

3. 测定前应确保仪器清洁，防止杂质干扰。

4. 实验应在恒温条件下进行，以保证数据的准确性。

七、实验结论

通过本次实验，我们成功测定了非挥发性溶质的摩尔质量。实验数据表明，凝固点降低法是一种简便、有效的测定分子量的方法，尤其适用于难挥发或不挥发的溶质。同时，实验也验证了稀溶液依数性的基本理论。

八、思考题

1. 为什么选择非挥发性溶质进行凝固点降低实验？

2. 如果溶质未完全溶解，对实验结果有何影响？

3. 如何提高实验的精确度？

九、参考文献

[1] 傅献彩, 沈文霞. 物理化学（上册）. 高等教育出版社, 2006.

[2] 李文华. 物理化学实验指导书. 化学工业出版社, 2010.

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