凝固点降低法测弱电解质的电离平衡常数

凝固点降低法测弱电解质的电离平衡常数一、 实验目的1、 掌握溶液凝固点的测定技术，并加深对稀溶液依数性的理解。2、 理解、绘制步冷曲线，并通过步冷曲线校正凝固点。二、 实验原理理想稀薄溶液具有依数性，凝固点降低就是依数性的一种表现。即对一定量的某溶剂，其理想稀薄溶液凝固点下降的数值只与所含非挥发性溶质的粒子数目有关，而与溶质的特性无关。假设溶质在溶液中不发生缔合和分解，也不与固态纯溶剂生成固溶体，则由热力学理论出发，可以导出理想稀薄溶液的凝固点降低值ATf(即纯溶剂和溶液的凝固点之差)与溶质质量摩尔浓度bB之K(1)AT二T*—T二Kb二 f—m(1)ffffBMmBBA由此可导出计算溶质摩尔质量MB的公式：KmM=―BATmfA浓度c=m/(MBV)CH3COOH=CH3COO-+H+KSP=CH+CcH3COO-/CCH3COOH=(CB*-CB)2/CB以上各式中：，分别为纯溶剂、溶液的凝固点，单位K；mA、mB分别为溶剂、溶质的质量，单位kg；Kf为溶剂的凝固点降低常数，与溶剂性质有关，单位K•kg•mol-1；MB为溶质的摩尔质量，单位kg•mol-1。若已知溶剂的Kf值，通过实验测得ATf,便可用式(2)求得MB。也可由式(1)通过ATf—mB的关系，线性回归以斜率求得MB。表1给出了几种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水醋酸苯环己烷环己醇萘 三溴甲烷T*/Kf273.15289.75278.65279.65297.05383.5280.95K/(K•kg•mol-i)f1.863.905.122039.36.9 14.4三、仪器和试剂凝固点测定仪，精密电子温差测量仪，电子天平，移液管(50mL)，醋酸，粗盐，冰。四、实验步骤1、 准备冷浴冰水浴槽中装入三分之二的冰和三分之一的水，将温度传感器插入冷浴中，取适量粗盐与冰水混合，使冷浴温度达到-2°C〜-3°C，将电子温差测量仪采零、锁定，将定时时间间隔为设10s。2、 溶剂冷却曲线的测定用移液管向清洁、干燥的凝固点管内加入V=50mL纯水，插入洁净的搅拌环和温度传感器，不断搅拌，观察水温的变化，当水温接近1C时，开始记录“温差”值，并加快搅拌速度，待温度回升后，恢复原来的搅拌，如此可以减少数据的组数。通常水温的变化规律为“下降一上升一稳定”，即有过冷现象。当温度达到稳定段后，在稳定段再读数5〜7组，即可结束读数。取出凝固点管，用手捂住管壁片刻，同时不断搅拌，使管中固体全部融化，重复测定溶剂温度随时间的变化关系，共三次，每次的稳定段读数之差不超过0.006C，三次平均值作为纯水的凝固点。3、溶液冷却曲线的测定用电子天平称量约m0.4g的醋酸(加入醋酸后溶液体积基本不变，还是V)。B二如前将凝固点管中的冰融化，将准确称量的醋酸加入管中(若在步骤2的搅拌时带出较多的水，可重新移取50ml),待其溶解后，同步骤2测定溶液的温度随时间的变化关系，共三次。五、数据处理1、各取一组合理数据，在坐标纸上绘制纯溶剂和溶液的冷却曲线，分别找出纯溶剂和溶液的凝固点，并求出凝固点Tf,用相关公式计算出醋酸的摩尔质量MBo纯水水+醋酸第一组第二组第三组第一组第二组第三组10203040506070…2、已知文献值醋酸的摩尔质量M*=60g/mol,文献值与实验值之间存在着B定的误差，可以认为这种误差是由醋酸分子的电离引起的。所以溶液中的醋酸浓度c=m/(MV)TOC\o"1-5"\h\zBB B溶液中醋酸根离子与氢离子浓度相等，为c*-c=m/(M*V)-m/(MV)BBB B B B故醋酸电离常数K=cc/c=(c*-c)2/cSPH+CH3COO-CH3COOHBB B六、注意事项1、 实验所用的凝固点管必须洁净、干燥。2、 冷