溶液偏摩尔体积的测定

1、实验十五 溶液偏摩尔体积的测定一、实验目的1.掌握用比重瓶测定溶液密度的方法。2.测定指定组成的乙醇水溶液中各组分的偏摩尔体积。二、预习要求1.复习课堂讲授内容，真正理解偏摩尔量的物理意义。 2.理解摩尔体积摩尔分数图与比容质量百分数图之间的关系。 三、实验原理在多组分体系中，某组分i的偏摩尔体积定义为 (1) 若是二组分体系，则有 (2) (3)体系总体积 11，m+22。m (4)将(4)式两边同除以溶液质量 (5)令 (6)式中是溶液的比容；1，2分别为组分1、2的偏质量体积。将(6)式代入(5)式可得：1%1+2%2=(1-2%)1+2%2 (7)将(7)式对2%微分： (8) 图15

2、.1 比容-质量百分比浓度关系aACBMABCW2%将(8)代回(7)，整理得 (9) 和 (10) 所以，实验求出不同浓度溶液的比容，作2%关系图，得曲线(见图15.1)。如欲求浓度溶液中各组分的偏摩尔体积，可在点作切线，此切线在两边的截距和即为1和2，再由关系式(6)就可求出1,m和2,m。四、仪器与药品1.仪器恒温设备1套；分析天平(公用)；比重瓶(10mL)2个；工业天平(公用)；磨口三角瓶(50mL)4个。 2.药品 95乙醇(分析纯)，纯水。 五、实验步骤调节恒温槽温度为(25.00.1)。 以95乙醇()及纯水()为原液，在磨口三角瓶中用工业天平称重，配制含质量百分数为0，20，

3、40，60，80，100的乙醇水溶液，每份溶液的总体积控制在40mL左右。配好后盖紧塞子，以防挥发。摇匀后测定每份溶液的密度，其方法如下: 用分析天平精确称量二个预先洗净烘干的比重瓶，然后盛满纯水(注意不得存留气泡)置于恒温槽中恒温10min。用滤纸迅速擦去毛细管膨胀出来的水。取出比重瓶，擦干外壁，迅速称重。 同法测定每份乙醇水溶液的密度。恒温过程应密切注意毛细管出口液面，如因挥发液滴消失，可滴加少许被测溶液以防挥发之误。六、注意事项1.实际仅需配制四份溶液，可用移液管加液，但乙醇含量根据称重算得。2.为减少挥发误差，动作要敏捷。每份溶液用两比重瓶进行平行测定或每份样品重复测定二次，结果取其平

4、均值。 3.拿比重瓶应手持其颈部。 七、数据处理1.根据25时水的密度和称重结果，求出比重瓶的容积。2.根据附表数据，计算所配溶液中乙醇的准确质量百分比。式中，y是根据测得的密度值，查附表得的95乙醇(即)中纯乙醇的准确百分比含量。 3.计算实验条件下各溶液的比容。 4.以比容为纵轴、乙醇的质量百分浓度为横轴作曲线，并在30乙醇处作切线与两侧纵轴相交，即可求得1和2。 5.求算含乙醇30的溶液中各组分的偏摩尔体积及100g该溶液的总体积。八、思考题1.使用比重瓶应注意哪些问题？ 2.如何使用比重瓶测量粒状固体物的密度？ 3.为提高溶液密度测量的精度，可作哪些改进？ 附: 一、25度时乙醇密度与

5、质量百分比浓度之间的关系0.810940.808230.805490.802720.799910.79706乙醇W%91.0092.0093.0094.0095.0096.00注:1.也可用无水乙醇配制不同浓度的乙醇水溶液，根据称量结果直接确定其浓度。 2.本表查自苏联化学手册，：419 二、比重瓶法测定密度比重瓶如图15.2所示，可用于测定液体和固体的密度。 1.液体密度的测定(1)将比重瓶洗净干燥，称量空瓶重0。 (2)取下毛细管塞，将已知密度1(t)的液体注满比重瓶。轻轻塞上塞B，让瓶内液体经由塞B毛细管溢出，注意瓶内不得留有气泡，将比重瓶置于t的恒温槽中，使水面浸没瓶颈。 图15.2

6、比重瓶(3)恒温10min后，用滤纸迅速吸去塞毛细管口上溢出的液体。将比重瓶从恒温槽中取出 (注意只可用手拿瓶颈处)。用吸水纸擦干瓶外壁后称其总重量为1。 (4)用待测液冲洗净比重瓶后（如果待测液与水不互溶时，则用乙醇洗两次后，再用乙醚洗一次后吹干），注满待测液。重复步骤(2)和(3)的操作，称得总重为2。(5)根据以下公式计算待测液的密度(t) （t）=（t） 2.固体密度的测定(1)将比重瓶洗净干燥，称量空瓶重0。(2)注入已知密度1(t)的液体（注意该液体应不溶解待测固体，但能够浸润它）。(3)将比重瓶置于恒温槽中恒温10min，用滤纸吸去塞毛细管口溢出的液体。取出比重瓶擦干外壁，称重为1。(4)倒去液体将瓶吹干，装入一定量研细的待测固体（装入量视瓶大小而定），称重为2。(5)先向瓶中注入部分已知密度为(t)的液体，将瓶敞口放入真空干