溶液的超额摩尔体积测定实验

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1、溶液的超额摩尔体积测定实验第六图书馆溶液超摩尔体积实验热力学性质实验室研究与探索王关勤不详1994第六图书馆第六图书馆www.6lib.com渡，怨唐襁力斗实验室研究与挥索l9虹年第2期(总第柏期)和一溶液的超额摩尔体积测定实验浙江大学王关墼f．，化工热力学教材中，溶液的超额性质(函数)是一个非常重要的基本概念。其中，越额摩尔体积(ExcessMolarVolume)是一个常用的，而且可用实验测定的热力学性质。为此，作者设计制作了一种适用于教学实验用的稀释膨胀仪，为化工热力学开发了“溶液超额摩尔体积1测定”的一个新实验。1基本概念曩实验原理由热力学知。理想溶液的摩尔体积为i*p=暑(1)J

2、式中·为溶液中占组分的摩尔分数，为B组分的摩尔体积。然而，对于真实溶液的摩尔体积，不再具有这种简荦的线性组台关系，因此不能简单地从纯组分的热力学性质来预测真实溶液的热力学性质，面需考虑其超额性质(超额摩尔体积实质上即为混合摩尔体积之变化)。即=一暑。口=AY(2)式中的：表示同温、同压下的真实溶液摩尔体积超过理想溶液摩尔体积第六图书馆之量．故称为趣额摩尔体积。：和其它的热力学性质一样，是温度，压力和组成的函数[i】。本实验采用作者设计www.6lib.com的倾斜式稀释膨胀仪(见附图)，通过对室中被稀释液逐次稀释时毛细管C中水银柱高度的变化及D管中水银柱高度增量的测量，即可通过专门公式计算

3、出不同组成，时的值[2l。2膨胀仪简介附图所示倾斜式稀释膨胀仪是用玻璃吹制的。D营由三支同内径的玻璃管拼接而成，毛细附图倾许式稀释膨胀仪示意图营c、c，、c：及D管都有精密刻度。实验时仪器为混合室(窖积约40m1)，c、cl、为具有刻度的毛细管(d0=1．6ram，l罩21．8ram)，D为劐度t管浸入水溶部分的高度约为28cm。恒温水浴装有(袤lj度部~'lOm1)，为计量室(窖积约Stat'1．T、自制的高效搅拌装置，温度由具有PID功能的几为聚四氟乙烯芯旋塞·83·http://www.6lib.com第六图书馆数字显示拄温仪调控．以实验室二级标准水银温度计劐温，恒温精度为±0．02

4、K。5实验方法[2]及其公式(1)对膨胀仪计量部分毛细管直径、D管及室的容积用纯净水银进行严格校正。(2)把膨胀仪固定于自制的有机玻璃框架上，浸八恒温水豁中，用水银加料器将水银从，阀加到室，恒温，用注射器从中补充或抽去水银至旋塞旋紧时刚好与术银面相接。(3)读出毛细管中水银面刻度h。、h。．、^：J(4)从：阀中加八脱过气的稀释液(即组分2)至略高于室0刻度(这次加液不必计量)，提起仪器框架，向逆时针倾斜，使室中水银通过毛细管Ct转八到室直至0剡度(如操作不慎，水银已高于0度，则要把D管中水银柱高度读下计量，此步骤用于测量将要加八室的被稀释液，即组分1的体积)，再将仪器放回水浴。()用注射

5、器分别通过z阀，-阀加八稀释液和被稀释液恒温后，将．、丁。旋塞缓慢旋紧，此时闻芯对液体既无压迫感，又不叮在阀蕊下留有气泡空间，即正好充满J再用洗耳球对?’阀，z阁检漏。(B)测量D管中水银体积VDJ毛细管中水银柱高度h、^h‰(7)稀释开始，将框架提起，向逆时针倾斜，使室中适量的水银从毛细管Cl转入口管，与此同时D管中便有等体积自叮稀释液进八室(每次转移的水银量，按所希望的实验点分布而定)，摇动框架，使室中液体充分混合，将仪器放回水豁，恒温，分别测量D管中水银体积。和毛细管中水银高度^。‘^J、^m重复步骤(7)，直至测得半条一曲线。把残液从中倒出，清洗，烘干仪器。只要将组分1和组分2的加

6、人口对调—下。就可测定另半条—p实验曲线，故用此方法测定：要比用密度法方便得多。(8)计算公式[3

7、如第六图书馆下tnl=[++(^：2一^2)+(^：l一^I)口1+(一h口)]—(3)一www.6lib.com)+(一)埘一^]薏(4)=(^一)(+)(5)武中·如、口1、口分别为毛细管cz、C1、c的截面积，p、p2分别为被稀释液和稀释液的密度I，朋分别为被稀释液和稀释液的摩尔质量，、nt分别表示被稀释液和稀释液的摩尔数J为D量管中测量的水银体积，系指K室至0刻线的容积J为稀释开始前．D管中水银的体积读数。(9)实验数据用三参数Redlich-Kister方程进行关联，再以非线性最小

8、二乘法拟合方程中的可调参数-、：及AI。三参数R—K方程为Vg=X~(1一I)[l+(1—2X1)+l(1—2I)](6)·84·http://www.6lib.com第六图书馆式中表示被稀释液组分1的摩尔分数。■4实验结果作者用这套仪器在25℃下测定丙酮(1)一环乙烷(2)二元溶液中环巳烷的摩尔分数(t)和超额摩尔体积<：)。实验数据如下tNo．T8910i112*浙江大学化工基础教学实验室乐意为兄弟院校提供成套的溶液