实验二 偏摩尔体积的测定.doc

实验二 偏摩尔体积的测定 一、实验目的 1.掌握通过测量密度求取二组分溶液偏摩尔体积的方法 2.加深对偏摩尔体积概念的认识 3.学习定温下溶液密度的测定方法 二、实验原理 　　在定温定压下，由于A、B各组分的微小变化引起的二组分溶液的某一广度性质，如体积V的变化可表示 　　 　 　　　　　 (6-1) 令　　　 　　　　　 ， 　　 (6-2) 则(6-1)式可表示为　 　 (6-3) 其中，ＶＡ、ＶＢ分别称为组分A和组分B的偏摩尔体积。在Ｔ，p恒定条件下，对式（6-3）两边积分，可得 (6-4) 其中ＶＡ、ＶＢ彼此不是相互独立的，ＶＡ的变化将引起ＶＢ的变化，反之亦然。因而难于用(6-4)式直接求取ＶＡ、ＶＢ。本实验用～作图法求取二组分系统的偏摩尔体积ＶＡ、ＶＢ。 (6-4)式可写成：。 其中，为纯A的摩尔体积， 定义为组分B的表观摩尔体积。 经推导可以得到如下四个关系式（推导过程附后） 　　　　　　　　　　 (6-5) 　　　　　　　　　　　　　 (6-6) 　　　　　 　 (6-7) 　　　　　　　　 　 (6-8) 其中，ρ为溶液的密度，ρＡ为纯组分A的密度；m为溶液的质量摩尔浓度；ＭＢ为组分B的摩尔质量。 在恒定的温度和压力下，通过称量组分A和组分B的质量，就可以计算出相应溶液的质量摩尔浓度m，通过称量溶液的质量，就可以得到溶液的密度ρ，组分A的密度ρＡ可以查表得到。通过(6-5)式计算出相应的值。 根据(6)式，若用对作图，则得到一直线（图6-1）。从图中可得到和斜率，知道了和后，根据需要，取不同的m值，通过式(6-7)和式(6-8)可以得到组分A和组分B在该浓度下的偏摩尔体积VA和VB。 图2-1 　~关系图 三、仪器和药品 恒温槽一台；分析天平一台；比重瓶一个；磨口锥形瓶（150 mL）5个；量筒；烧杯(50 mL)；滴管；蒸馏水；NaCl。 四、实验步骤 1.配制溶液 用150mL磨口锥形瓶，准确配制质量摩尔浓度分别为：0.5，0.7，1，2，3 的NaCl溶液约100mL。先称锥形瓶的质量，小心加入适量的NaCl，再称量。用量筒加入所需之蒸馏水后称量。由减重法分别求出NaCl和水的质量，并分别求出它们的质量摩尔浓度（）。 2.用比重瓶测溶液的密度 称干燥的空瓶的质量，装蒸馏水，并在35 ℃下恒温（应比室温至少高5 ℃）10分钟。用滤纸吸走溢出的液体，取出并擦干比重瓶，再称重。重复以上操作，使称量重复至±0.2mg。 用同法测五个溶液的质量。均应重复三次，重复至±0.2mg。 五、数据记录与处理 1.列出原始数据 室温： 　℃　　大气压力：　　 　Pa　实验温度 ℃　 蒸馏水密度：　　　　(g·cm-3) 序号 /g /g /g /g /g 1 2 3 4 5 、 、分别为空密度瓶，密度瓶装满蒸馏水，密度瓶装满溶液的质量 2. 数据处理 （1） 按上表内容，计算每一种溶液的质量摩尔浓度m, ，和　。 序号 称 量 平均值 / /g /g /g 1 3 2 2 3 1 4 0.7 5 0.5 （2） 作　-~　图，由图求取和值。 3、 计算实验温度及大气压力下，和时水和的偏摩尔体积。 六、思考讨论题 1.使用比重瓶应注意哪些问题？ 2.如何使用比重瓶测量粒状固体物的密度？ 3.本实验的关键操作是什么，如何保证溶液密度测量的精度？ 七、参考文献 [1]王秋长，赵鸿喜，张守民，等. 基础化学实验[M]，北京：科学出版社，2003.318-320 [2]傅献彩, 沈文霞, 姚天扬, 等. 物理化学上册[M]. 第五版, 北京：高等教育出版社，2006. 207-213 附：关系式5～8的推导： （1） （2） 由A和B物质的量nA和nB配成溶液，其密度为ρ，则溶液的体积为 （3） 式中MA和MB分别为A和B物质的相对分子质量，把此关系式代入（2）式，得 （4） 当溶液浓度用质量摩尔浓度m表示时，式中 （5） 在定温定压下，，为该条件下纯A的密度。 （关系式5） （6） 由（5）式可知，与有关的量m、