Μοριακή μάζα από το εργαστήριο χημείας κατάθλιψης σημείων;
Προσδιορισμός μοριακής μάζας με κατάθλιψη σημείων κατάψυξης:Οδηγός εργαστηρίου
Αυτό το εργαστήριο διερευνά την έννοια της κατάθλιψης σημείων κατάψυξης και της εφαρμογής του για τον προσδιορισμό της μοριακής μάζας μιας άγνωστης ουσίας.
Εισαγωγή:
Όταν προστίθεται μια μη πτητική ουσία σε διαλύτη, το σημείο κατάψυξης του διαλύματος μειώνεται. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως κατάθλιψη σημείων κατάψυξης και είναι μια περιεκτική ιδιότητα, που σημαίνει ότι εξαρτάται μόνο από τη συγκέντρωση σωματιδίων διαλυτής ουσίας, όχι την ταυτότητά τους. Η σχέση μεταξύ της κατάθλιψης σημείων κατάψυξης (ΔTF) και της μολικτικής (m) του διαλύματος δίνεται από:
Δtf =kf * m
Οπου:
* ΔTF =κατάθλιψη σημείου κατάψυξης (° C)
* KF =σταθερά κατάθλιψης σημείου κατάψυξης του διαλύτη (° C kg/mol)
* m =μολικότητα του διαλύματος (mol/kg)
Στόχος:
Για να προσδιορίσετε τη μοριακή μάζα μιας άγνωστης στερεάς διαλελυμένης ουσίας χρησιμοποιώντας τη μέθοδο κατάθλιψης σημείου κατάψυξης.
Υλικά:
* Άγνωστη στερεά διαλυμένη ουσία
* Διαλύτης (π.χ. νερό, κυκλοεξάνιο)
* Αποφοίτησε κύλινδρος
* Ποτήρι
* Θερμόμετρο
* Ανακατεύοντας ράβδο
* Πάγο
* Ισορροπία
* Hot Plate (προαιρετικό)
Διαδικασία:
1. Προετοιμάστε τον διαλύτη:
* Ζυγίζει με ακρίβεια περίπου 25 g του διαλύτη και καταγράψτε τη μάζα του.
* Μεταφέρετε τον διαλύτη σε ένα καθαρό, ξηρό ποτήρι.
* Τοποθετήστε το ποτήρι σε ένα μπάνιο πάγου για να κρυώσει τον διαλύτη.
2. Μετρήστε το σημείο κατάψυξης του καθαρού διαλύτη:
* Εισαγάγετε προσεκτικά το θερμόμετρο στον διαλύτη και παρακολουθήστε τη θερμοκρασία καθώς κρυώνει.
* Καταγράψτε τη θερμοκρασία στην οποία αρχίζει να παγώνει ο διαλύτης (το σημείο κατάψυξης). Αυτό είναι το αρχικό σημείο κατάψυξης (TF °).
3. Προετοιμάστε τη λύση:
* Ζυγίστε μια γνωστή μάζα (περίπου 1 g) της άγνωστης ουσίας και καταγράψτε τη μάζα της.
* Διαλύστε προσεκτικά τη διαλυμένη ουσία στον δροσερό διαλύτη.
* Βεβαιωθείτε ότι η ουσία διαλύεται πλήρως πριν προχωρήσετε.
4. Μετρήστε το σημείο κατάψυξης της λύσης:
* Τοποθετήστε το ποτήρι που περιέχει το διάλυμα σε ένα λουτρό πάγου και παρακολουθήστε τη θερμοκρασία καθώς κρυώνει.
* Καταγράψτε τη θερμοκρασία στην οποία αρχίζει να παγώνει το διάλυμα. Αυτό είναι το τελικό σημείο κατάψυξης (TF).
5. Υπολογίστε την κατάθλιψη του σημείου κατάψυξης:
* Υπολογίστε τη διαφορά μεταξύ του αρχικού σημείου κατάψυξης (TF °) και του τελικού σημείου κατάψυξης (TF):
* ΔTF =TF ° - TF
6. Υπολογίστε τη μολικότητα του διαλύματος:
* Υπολογίστε τη μολικότητα (m) του διαλύματος χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
* m =Δtf / kf
* Η σταθερά κατάθλιψης σημείων κατάψυξης (KF) για τον διαλύτη είναι μια γνωστή τιμή. Αναζητήστε το σε ένα βιβλίο αναφοράς ή σε απευθείας σύνδεση.
7. Υπολογίστε τη μοριακή μάζα της διαλελυμένης ουσίας:
* Υπολογίστε τις γραμμομοριακές διαλυμένες ουσίες χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
* moles διαλυμένου =μάζα διαλυμένης / μοριακής μάζας διαλυμένης ουσίας
* Αναδιατάξτε τον τύπο για επίλυση της μοριακής μάζας της διαλελυμένης ουσίας:
* Μοριακή μάζα διαλυμένης ουσίας =μάζα διαλυμένης ουσίας / γραμμομορείς διαλυμένης ουσίας
8. Επαναλάβετε τα βήματα 3-7 με διαφορετικές μάζες διαλυμένης ουσίας για να ληφθούν πολλαπλά σημεία δεδομένων και να βελτιωθεί η ακρίβεια του αποτελέσματος.
Ανάλυση δεδομένων:
* Σταθμίστε τα δεδομένα που λαμβάνονται στα βήματα 2, 4 και 5.
* Σχεδιάστε την κατάθλιψη του σημείου κατάψυξης (ΔTF) έναντι της μολικτικής (Μ) του διαλύματος.
* Προσδιορίστε την κλίση της γραμμής, η οποία αντιπροσωπεύει τη σταθερά κατάθλιψης σημείου κατάψυξης (KF) του διαλύτη.
* Υπολογίστε τη μέση μοριακή μάζα της διαλελυμένης ουσίας από τις διάφορες δοκιμές.
Συμπέρασμα:
* Συζητήστε την ακρίβεια των αποτελεσμάτων σας και τυχόν πηγές σφάλματος.
* Δηλώστε την καθορισμένη μοριακή μάζα της άγνωστης ουσίας.
Προφυλάξεις ασφαλείας:
* Φορέστε κατάλληλα γυαλιά ασφαλείας και γάντια.
* Χειριστείτε προσεκτικά τον διαλύτη, καθώς μπορεί να είναι εύφλεκτο ή τοξικό.
* Απορρίψτε σωστά τις χημικές ουσίες σύμφωνα με τα εργαστηριακά πρωτόκολλα.
Αυτό το εργαστήριο παρέχει μια πρακτική εφαρμογή της έννοιας κατάθλιψης σημείων κατάψυξης και της σχέσης του με τη μοριακή μάζα μιας διαλελυμένης ουσίας. Ακολουθώντας την περιγραφόμενη διαδικασία και αναλύοντας προσεκτικά τα δεδομένα, μπορείτε να αποκτήσετε μια βαθύτερη κατανόηση των περιφερειακών ιδιοτήτων και τη χρήση τους στη χημική ανάλυση.
