溶液偏摩尔体积的测定案例.doc

物理化学实验报告 实验名称：溶液偏摩尔体积的测定一、实验目 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—水溶液中各组分的偏摩尔体积； 3. 学会恒温槽的使用 4. 理解偏摩尔量的物理意义。 、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 体系总体积 ＋ 将 式两边同除以溶液质量 ＋ 令 式中α是溶液的比容αA，α分别为组分、的偏质量体积。将 式代入 式可得 α＝Ｗ%αA+Ｗ%αB 1-Ｗ% αA+Ｗ%αB 5 将 式对Ｗ%微分 , 即 6 将 代回 ，整理得 7 和 8 图16 比重瓶 所以，实验求出不同浓度溶液的比容α作αＷ%关系图，得曲线ＣＣ′ 见图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Ａ和Ａ′Ｂ′即为α和α，再由关系式 就可求出Ｖ和Ｖ。 仪器药品 四、实验步骤 调节恒温槽温度为 25.0±0.1 ℃。 以95％乙醇 Ａ 及纯水 Ｂ 为原液，在磨口瓶中用天平称重，配制含Ａ百分数为0％，20％，40％，60％，80％，100％的乙醇水溶液，每份溶液的总体积。配好后盖紧塞子，以防挥发。 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。同法测定每份乙醇—水溶液的。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。 、注意事项、数据处理 1根据℃（在实验室做本次试验时并未使用恒温槽，所以应使用室温14℃时水的密度）时水的密度和称重结果，求出比重瓶的积。计算溶液中乙醇的准确质量。 式中，是，12.8946 18.2376 20.8291 溶液的总质量 g 26.1823 24.1518 23.0769 23.0468 23.2385 20.8291 乙醇的质量分数 % 0 16.5172 34.7160 55.9574 78.4801 100 3．计算实验条件下各溶液的比容 α V比重瓶/m溶液 比重瓶的质量 g 11.3764 10.8044 11.3764 10.8044 11.3764 10.8044 乙醇的质量分数 % 0 16.5172 34.7160 55.9574 78.4801 100 比重瓶+溶液 质量（g 22.5468 22.1350 21.9830 21.3660 21.1345 20.0541 溶液的重量（g 11.1704 11.3306 10.6066 10.5616 9.7581 9.2497 溶液的比容 ml/g 1.0032 1.0014 1.0565 1.0743 1.1484 1.2267 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，即可求得和α。 由上图可知，αA 0.9600 αB 1.1600 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。 α 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%时， α水 0.9600ml/g, α乙醇 1.1600ml/g 该条件下的偏摩尔体积为： V水 M水*α水 18*0.9600 17.2800 ml V乙醇 M乙醇 *α乙醇 46 * 1.1600 53.3600 ml 则100g该溶液的总体积V M *α 64*1.0356 66.2784 ml。 八 思考题 1、使用比重瓶应注意哪些问题？答：要避免用手直接拿瓶操作；比重瓶加满溶液后，塞子上的毛细管要充满溶液不能有气泡产生；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；称量前后都要烘干。2、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）实验应在恒温槽中进行（5）为减少挥发误差，动作要敏捷 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。 偏摩尔体积有可能小于零吗？ 答：在多组分体系中，某组分i的偏摩尔体积定义为 溶液的比容为所以偏摩尔体积不会小于零。 九 实验总结 本实验要注意每测一组数据前，要进行润洗，还有烘干。 测定要在电子天枰旁进行，以免挥发，影响准确度。要进行多组测量取平均值，以保证准确度。 每一项由一个人操作，以免混淆，仪器必须配套，不可