实验二 溶液偏摩尔体积的测定

实验原理 V总 n1V1,m n2V2,m
V V1 V1,m V2 V2 ,m W M1 W M2 W V 令： W V1,m M1 1 V2 ,m M2 2
W 2 %
W1 % 1 W2 % 2 (1 W2 %) 1 W2 % 2 1 2 2 1
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。
3. 理解偏摩尔量的物理意义。
实验原理
偏摩尔量
20℃、105 Pa下，乙醇水混合物体积与各物质的量的关系
n(C2H5OH)/ mol
0 0.04 0.14 0.28 0.37 0.48 0.61 0.78 1. 00
C’ α B’
C
B
A W2% A’
实验装置示意图
a
图Ⅲ-12-2比重瓶
液体密度的测定
(1) 将比重瓶洗净干燥，称量空瓶重Ｗ0。 (2) 取下毛细管塞Ｂ，将已知密度ρ1(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。 (3) 恒温10min后，用滤纸迅速吸去塞Ｂ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Ｗ1。 (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Ｗ2。 (5)根据以下公式计算待测液的密度ρ(t℃)
实验注意事项
１. 恒温过程中应密切注意毛细管出口液
面，如因挥发毛细管内液柱下降，可及
时滴加被测溶液。
２. 拿比重瓶时应手持其颈部。
３. 实验过程中毛细管里始终要充满液体，
注意不得存留气泡。
预习要求
1. 本实验测量的物理量是什么？处理后将得到那些物理量？ 2. 测乙醇—水溶液的偏摩尔体积时，乙醇的准确含量应根 据什么数据求出？ 3. 为何能从α—W2%关系图求出V1,m和V2,m ？ 4. 能否直接从恒温槽的温度控制器上读出恒温水的温度？
实验步骤
1. 调节恒温槽温度为(25.0±0.1)℃。 2. 以95％乙醇(Ａ)及纯水(Ｂ)为原液，在磨口三角瓶中用工业天 平 称重，配制含Ａ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。摇匀后测定每份 溶液的密度。 。 3. 3. 比重瓶其方法如下: 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。 4. 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
数据记录与处理
实验日期： ；室温： ℃；气压： KPa
试验数据记录表
0% 重量 密度 20% 40% 60% 80% 100%
数据记录与处理
1. 根据25℃时水的密度和称重结果，求出比重瓶的 容积。
2. 计算所配溶液中乙醇的准确质量百分比。
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α1和α2。 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。
25度时乙醇密度与质量百分比浓度之间的关系
0.81094
0.80823
0.80549
0.80272
0.79991
0.79706
乙醇 W%
91.00
92.00
93.00
94.00
95.00
96.00
__
19.5 23.1 28.3 31.9 36.1 41.6 48.5
__
- 0.3 - 0.6 - 1.0 - 1.1 - 1.2 - 1.1 - 1.0
__
实验原理
集合公式Βιβλιοθήκη Baidu
dX X BdnB X X B nB
B B
等温等压
如，水和乙醇溶液的体积
V＝n水V水＋n乙V乙
实验原理
W 2 %
1 W2 %
W 2 %
2 W1 % W 2 %
实验原理
1 W2 % W 2 % 2 W1 % W 2 %
实验原理
所以实验求出不同溶液的比容α ，做α-W%关系图，得曲线CC’。 欲求M浓度溶液中各组分的偏摩尔体积，可在M点做切线，此切线 在两边的截距AB和A’B’即为α1 和α2，再由关系式（6）就可求出 V1,m和V2,m
n(H2O)/ mol
1.00 0.96 0.86 0.72 0.63 0.52 0.39 0.22 0
混合前两液体总体积 ΣnBVm(B)/10-6m3
__
混合后溶液体积 V/10-6m3
__
混合前后体积差 ΔV/10-6m3
__
19.8 23.7 29.3 33.0 37.3 42.7 49.5