溶液偏摩尔体积的测定

1、物理化学实验报告实验名称：溶液偏摩尔体积的测定实验日期:院系：机械工程学院专业：冶金工程（有色金属方向）学号：姓名：实验目的1 .掌握用比重瓶测定溶液密度的方法；2 .运用密度法测定指定组成的乙醇一水溶液中各组分的偏摩尔体积；3 .学会恒温梢的使用；4 .理解偏摩尔量的物理意义。二、实验原理在多组分体系中，某组分i的偏摩尔体积定义为5T,P,ni若是二组分体系，则有小1"VB=：V2nBT,P,nA体系总体积V=nAV+nBVB将(2)式两边同除以溶液质量VmA父Va+mB匕VbmMamMbm令V=1Ya=：b(4)mMAMB式中0c是溶液的比容；A,0cB分别为组分AB的偏质量体积

2、。将(4)式代入(3)式可得:民=WA%oaA+WB%B=(1-WB%)%A+WB%B将(5)式对WB哪分:AA/ A Ct A +0(B , I CtB、0/+o(A:Wb%; Wb%将(6)代回(5),整理得0(= A Wb%-Wb%和 ： = ： B -Wa%一o/(8)Wb%(6)图15比容-质量百分比浓度关系图16比重瓶所以，实验求出不同浓度溶液的比容% ,作 WB%关系图，得曲线CC'(见图15)。如欲求M浓度溶液中各组分的偏摩尔体积，可在M点作切线，此切线在两边的截距AB和A'B'即为A和B,再由关系式(4)就可求出VA和VB。三、仪器药品恒温梢1台；电子

3、天平1台；50ml磨口锥形瓶4只；10ml比重瓶1只；无水乙醇(AR);蒸储水。四、实验步骤1、调节恒温梢温度为(25.0±0.1)Co2、溶液配制以95%乙醇（A）及纯水（B）为原液，在磨口锥形瓶瓶中用分析天平称重，配制含A体积百分数为0%,20%,40%,60%,80%,100%的乙醇水溶液，每份溶液的总体积为20ml。配好后盖紧塞子，以防挥发。3、比重瓶体积的标定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一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），用滤纸迅速擦去毛细管膨胀出来的水。擦干外壁，迅速称重。平衡测量两次根据水的密度值计算出比重瓶体积。4、

4、溶液比容的测定同法测定每份乙醇一水溶液的比容。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。五、注意事项1 .恒温时间一定不能小于30min,以保障系统能够达到恒温要求。2 .称量前一定要把比重瓶外擦干净，称量操作要迅速，且用手指抓住瓶颈处，不要抓瓶体，以免升温过高，液体外溢。六、数据处理1.根据14c（在实验室做本次试验时并未使用恒温梢，所以应使用室温14c时水的密度）时水的密度和称重结果，求出比重瓶的体积积。实验温度c实验条件下大气压强14标准大气压比重瓶比重瓶质量(g)比重瓶+水(g)水的质量(g)水的密度Kg.m3比重瓶的体积(ml)111.376

5、422.546811.17040.998611.2063210.804422.135011.33060.998611.34652.计算各溶液中乙醇的准确质量分数Wa%=mA式中，RA是乙醇的质量，mB是水的质量mAmB实验组号123456加入乙醇的体积(ml)0纯水510152025纯乙醇加入水的体积(ml)2520151050乙醇的体积分数020406080100锥形瓶质量(g)45.813850.545050.257143.442545.813850.5450锥形瓶+乙醇的质量(g)54.534258.303256.337163.421471.3741锥形瓶+乙醇+水的质量g71.9961

6、74.696873.334066.489368.422371.3741水的质量(g)20.162615.030810.15225.00090乙醇的质量(g)3.98928.046112.894618.237620.8291溶液的总质量(g)26.182324.151823.076923.046823.238520.8291乙醇的质量分数016.517234.716055.957478.48011003 .计算实验条件下各溶液的比容。=V比重瓶/m溶液比重瓶的质量(g)11.376410.804411.376410.804411.376410.8044乙醇的质量分数016.517234.7160

7、55.957478.4801100比重瓶+溶液质量(g)22.546822.135021.983021.366021.134520.0541溶液的重量(g)11.170411.330610.606610.56169.75819.2497溶液的比容(ml/g)1.00321.00141.05651.07431.14841.22674 .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0.B醇处作切线与两侧纵轴相交，即可求得 0cA和0cB0.660%80%100%120%乙醇的质量分数W%0%20%40%由上图可知，%A=0.9600%B=1.16005 .求算含乙醇30%的溶液中各组

8、分的偏摩尔体积及100g该溶液的总体积。先找出乙醇的质量分数为30%寸所对应的溶液的比容0c=1.0230,过点(0.300,1.0356)作曲线的切线(如图)。由图可得出乙醇的质量分数为30%寸，口水=0.9600ml/g,%乙醇=1.1600ml/g该条件下的偏摩尔体积为：V水=M水*水=18*0.9600=17.2800mlV乙醇二M乙醇a 乙醇46 * 1.1600 = 53.3600 ml贝U100g该溶液的总体积V=M*%=64*1.0356=66.2784ml八思考题1、使用比重瓶应注意哪些问题？答：(1)要避免用手直接拿瓶操作；(2)比重瓶加满溶液后，塞子上的毛细管要充满溶液不

9、能有气泡产生；(3)称量前必须用滤纸把比重瓶的外表面擦干净，然后再放到天平上称量；(4)称量前后都要烘干。2、影响实验结果精度的主要因素是什么？答：(1)操作不当造成的误差(2)仪器误差(3)乙醇是易挥发有机物，会导致浓度误差(4)比重瓶内留有气泡和外壁沾水，都会导致误差3、为提高溶液密度测量精度，可作哪些改进？答：(1)准确测量溶液的物质量浓度(2)多次测量同一组成溶液的质量，结果取其平均值(3)每次称量瓶都要烘干(4)实验应在恒温梢中进行(5)为减少挥发误差，动作要敏捷4、如果研究的系统不是强电解质稀溶液，如何进行数据处理？答：如果研究的系统不是强电解质稀溶液，则需要按分步解离的方法分别计算相应的值，最后代入公式做近似求解。5、偏摩尔体积有可能小于零吗？Vi=答：在多组分体系中，某组分i的偏摩尔体积定义为花ni4溶液的比容为V=口,所以偏摩尔