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Exp.10 沸點上昇法測定分子量

Exp.10 沸點上昇法測定分子量. 組員 : 汪子晴 49912032_ 目的與原理 陳庭郁 49912030_ 儀器與藥品 , 實驗步驟 林彥汝 49912051_ 數聚處理. 目的. 一、瞭解 Clausius-Clapeyron 方程式 二、熟悉以沸點上昇的方法量測分子量. 原理. 一般非揮發的溶質容於溶劑時，其溶液的蒸氣壓因含有溶質而降低，故其沸點因而升高。假設溶劑沸騰時，其溶質的蒸氣壓可忽略不計，而溶劑的氣象與液相達成平衡 :. 將上式重排，得 Clapeyron equation:.

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Presentation Transcript

  1. Exp.10 沸點上昇法測定分子量 組員: 汪子晴49912032_目的與原理 陳庭郁49912030_儀器與藥品,實驗步驟 林彥汝49912051_數聚處理

  2. 目的 • 一、瞭解Clausius-Clapeyron方程式 • 二、熟悉以沸點上昇的方法量測分子量

  3. 原理 一般非揮發的溶質容於溶劑時，其溶液的蒸氣壓因含有溶質而降低，故其沸點因而升高。假設溶劑沸騰時，其溶質的蒸氣壓可忽略不計，而溶劑的氣象與液相達成平衡: 將上式重排，得Clapeyron equation:

  4. 假設溶劑的蒸氣壓遵守理想氣體定律，且Vm(g)遠大於Vm(l):假設溶劑的蒸氣壓遵守理想氣體定律，且Vm(g)遠大於Vm(l): 此為Clausius-Clapeyron方程式

  5. Clausius–Clapeyron relation: 是用於描述單組份系統在相平衡時壓強隨溫度的變化率的方法，這是很有用的一個關係，因為他聯繫了飽和蒸汽壓、溫度和相變焓。 。 假設: 1.在小幅度的溫度變化範圍內，ΔHvap不隨溫度而改變 2.在溶劑沸點T0時溶液蒸氣壓為P，在溶液沸點T時蒸氣壓為P0

  6. 若溶液在低濃度(X2<<1)的行為遵守Raoult’s rule *X2是溶質莫耳數 代入上式: =

  7. 重量莫爾濃度 M1:溶劑分子量 W2:溶劑重量 n1:溶劑莫耳數 M2:溶質分子量 W2:溶質重量 n2:溶質莫耳數 帶入(4)式

  8. 就一定溶劑而言，Kb值為定值，稱為 莫耳沸點上升常數 (molar boilingpoint constant) 若有一未知分子量的容質，加入一已知Kb值的溶劑中，量測其沸點改變的度數ΔTb，即可求出溶質分子量

  9. 若溶液在低濃度(X2<<1)的行為遵守Raoult’s rule *X2是溶質莫耳數 代入(3)式: (4)

  10. n1:溶劑莫耳數 M1:溶劑分子量 W2:溶劑重量 M2:溶質分子量 W2:溶質重量 n2:溶質莫耳數 帶入(4)式 (5) (6)

  11. 儀器及藥品 貝克曼溫度計(Beckmann) 秤量瓶100mL 環己烷(cyclohexane) ______具有揮發性 奈(naphthalene)

  12. 貝克曼溫度計 貝克曼溫度計為特殊內封型水銀溫度計，使用於測定微小之溫度差，而非測定實際溫度。 一般在貝克曼溫度計上之刻度有六個大刻度，每一大刻度代表1℃之溫度差。每一大刻度又細分為100等分，因此每一小刻度代表0.01℃之溫度差。藉由放大鏡判讀水銀柱液面位置，可以讀至0.001℃。讀取刻度時，應注意視線和水銀需保持水平，並以水銀凸球頂端為讀取目標。

  13. 貝克曼溫度計_校正 1. 在恆溫槽設定在（Ｔ＋５） ℃ 2. 使貝克曼溫度計上端的S型水銀貯存槽與底部之水銀感溫球相通。其步驟為先倒置溫度計，輕拍溫度計使水銀滑落，再正置溫度計。 3. 將貝克曼溫度計底部感溫球浸入恆溫槽中約4分鐘，使水銀柱液面往上昇，溫度計底部水銀與上部S型管水銀相連接，直到水銀柱液面穩定。 4. 即刻取出溫度計並將其倒置，一手握著溫度計，以另手中指輕彈溫度計，使上部S型管水銀切斷。 [貝克曼溫度計槽造精密，極易破損；故輕彈溫度計頂部時應特別小心，不宜過於用力。] 5. 正置貝克曼溫度計，使其於室溫中慢慢冷卻，直到水銀柱液面下降至讀數穩定。 6. 貝克曼溫度計水銀穩定液面若落於第0至1個大刻度之間，此時貝克曼溫度計即調整完畢。

  14. 輕敲

  15. 實驗步驟 • 調整貝克曼溫度計 • 稱100ml稱量瓶空瓶重，加上環己烷再精秤 • 加熱使溶液保持沸騰狀態 • 每20秒讀取貝克曼溫度計讀數(18組) • 關掉加熱器，冷卻至室溫 • 取0.5g萘加入溶液中 • 重複３.4.5.步驟 • 繼續追加萘二次，重複上述步驟，測其沸點上昇度數

  16. 裝置 貝克曼溫度計（氣相） 水銀溫度計 冷凝管 環己烷 加熱包

  17. 數據處理

  18. 1. 計算莫耳沸點上昇常數 Kb • 以 求得莫耳沸點上昇常數 Kb

  19. 2.計算溶液重量莫耳濃度 m • 以加入0.5g為例

  20. 3.求得各加入萘的分子量 M2 • 以 求得各加入萘的分子量 M2 • 以加入0.5g為例

  21. 作圖

  22. 參考資料 • http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2007/December/ClassicKitBeckmannThermometer.asp • http://en.wikipedia.org/wiki/Clausius%E2%80%93Clapeyron_relation

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