物化实验——溶液偏摩尔体积的测定

1、 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、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15.1 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

2、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。三、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。 四、实验步骤1.调节恒温槽温度为(25.00.1)。 2.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0，20，40，60，80，100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。3.摇匀后测定每份溶液

3、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。5、 数据处理 1、根据（实验温度19）时水的密度和称重结果，计算比重瓶的体积。 干燥的比重瓶质量：9.7783g； 加入蒸馏水的比重瓶的质量：20.3031g； 19时水的密度为0.9984g/mL; 计算出比重瓶的体积：10.5416mL。2、 计算各溶液中乙醇的准确质量分数。 原始数据

4、 ： 干燥锥形瓶的质量（g）锥形瓶中加水的质量（g）锥形瓶中加水、乙醇的质量（g）33.688949.1835 53.0547 33.192144.1835 51.4352 45.483652.3858 62.7392 38.637941.9510 55.2033 水的质量（g）乙醇的质量（g）乙醇的真实质量分数15.48463.87120.206710.99147.25170.39756.902210.35340.62313.313113.25230.78793、计算实验条件下各溶液的比容。 乙醇质量百分比0%20%40%60%80%比重瓶+溶液质量20.3031 20.0562 19.77

5、36 19.3121 18.7916 溶液质量10.5248 10.2779 9.9953 9.5338 9.0133 比重瓶体积10.5417比容1.0016 1.0257 1.0547 1.1057 1.1696 4、 以比容为纵坐标，乙醇的质量百分数为横坐标作曲线，并在30%乙醇处作切线于两侧纵轴相交，即可求得和。 根据图像中可知=0.9852，=1.1533。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。 根据， 可以计算出=17.75,=53.13. 100g该溶液的总体积为：102.85mL。五、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，结果取其平均值。 六、思考题1.影响实验结果精度的主要因素是什么？ 在试验中并没有严格控制其温度，可能使计算出的结果与标准值出现偏差；乙醇有挥 发性，在配制溶液过程中可能会挥发掉一部分乙醇，会对实验结果造成误差。 2.偏摩尔体积有可能小于零吗？ 有可能。在特定的体积、温度条件