物化实验——溶液偏摩尔体积的测定.doc

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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Ｖ＝ｎ1Ｖ1，m+ｎ2Ｖ2。m(4)将(4)式两边同除以溶液质量Ｗ(5)令(6)式中α是溶液的比容；α1，α2分别为组分1、2的偏质量体积。将(6)式代入(5)式可得：α＝Ｗ1%α1+Ｗ2%α2=(1-Ｗ2%)α1+Ｗ2%α2(7)将(7)式对Ｗ2%微分：(8)图15.1 比容-质量百分比浓度关系aACBMA′B′C′W2%将(8)代回(7)，整理得(9)和(10)所以

2、，实验求出不同浓度溶液的比容α，作α—Ｗ2%关系图，得曲线ＣＣ′(见图15.1)。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α1和α2，再由关系式(6)就可求出Ｖ1,m和Ｖ2,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(25.0±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％

3、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。五、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/

4、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：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）33.688949.183553.054733.192144.183551.435245.483652.385862.739238.637941.951055.2033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%4

5、0%60%80%比重瓶+溶液质量20.303120.056219.773619.312118.7916溶液质量10.524810.27799.99539.53389.0133比重瓶体积10.5417比容1.00161.02571.05471.10571.16964、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

6、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、温度条件下，有可能出现体积减小的情况。但是在实际情况中很难出现这种情况。