1、实验二 溶液偏摩尔体积的测定1、实验目的偏摩尔量是溶液中一个重要参数，有许多性质都与偏摩尔数量有关。本实验是测定溶液的偏摩尔体积。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。二、预习要求1.复习课堂讲授内容，真正理解偏摩尔量的物理意义。 2.理解摩尔体积摩尔分数图与比容质量百分数图之间的关系。 三、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) ,()jimiTpniV若是二组分体系，则有(2)21,1,mTpnV(3)12,2,Tpn体系总体积 1 1，m + 2 2。
2、m (4)将(4)式两边同除以溶液质量 (5)1,2,VWMA令 (6)1,2,m式中 是溶液的比容； 1， 2 分别为组分 1、2 的偏质量体积。将(6)式代入(5)式可得： 1%1+ 2%2=(1- 2%)1+ 2%2 (7)将(7)式对 2%微分：(8) 1212 2,%WW即将(8)代回(7)，整理得(9) 121A和 (10) 212%W所以，实验求出不同浓度溶液的比容 ，作 2%关系图，得曲线(见图 15.1)。如欲求浓度溶液中各组分的偏摩尔体积，可在点作切线，此切线在两边的截距和即为 1 和2，再由关系式(6)就可求出 1,m 和 2,m。四、仪器与药品1.仪器恒温设备 1 套；
3、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。 五、实验步骤调节恒温槽温度为(25.00.1) 。 以 95乙醇()及纯水( )为原液，在磨口锥形瓶瓶中用分析天平称重，配制含体积百分数为 0，20，40，60，80，100的乙醇水溶液，每份溶液的总体积为20ml。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一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密度。恒温过程应密切注
4、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。六、注意事项图 15.1 比容-质量百分比浓度关系aACBMABCW2%1. 比重瓶法可用于测定液体的密度。用比重瓶测液体的密度时，先将比重瓶洗净干燥，称空瓶重，再注满液体。在瓶塞塞好（按要求）并恒温后再称重，先用蒸馏水标定体积，在注入待测液称重后根据公式（11）计算待测液的密度。2. 做好本实验的关键是取乙醇时，要减少挥发误差，动作要敏捷，每份溶液用两个比重瓶进行平行测定，结果取其平均值；拿比重瓶应手持其颈部。3. 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。4. 实验过程中毛细管里始
5、终要充满液体，注意不得存留气泡。5. 当使用比重瓶测量粒状固体物的密度时，应按测固体密度的步骤进行测定。七、数据处理1.根据 16（在实验室做本次试验时并未使用恒温槽，所以应使用室温 16时水的密度）时水的密度和称重结果，求出比重瓶的容积。 2.根据所得数据，计算所配溶液中乙醇的准确质量百分比。BAm%W式中，mA 是乙醇的质量，mB 是水的质量 3.计算实验条件下各溶液的比容。=V比重瓶/m 溶液比重瓶质量=11.1834g比重瓶+水 质量=21.8589g水的质量=10.6755 g水的密度 0.9989Kg.m(-3）比重瓶的体积V=10.68726ml乙醇体积分数 20% 40% 60
6、% 80%空锥形瓶质量（g) 59.3755 64.2903 67.7494 56.6439 水+瓶 质量（g) 74.9755 76.0703 75.6881 61.2178 水+乙醇+瓶 质量（g) 78.1089 82.2848 84.9875 73.7301 水的质量(g) 15.6000 11.7800 7.9387 4.5739 乙醇的质量（g) 3.1334 6.2145 9.2994 12.5123 溶液总质量（g) 18.7334 17.9945 17.2381 17.0862 乙醇的质量分数 16.73% 34.54% 53.95% 73.23%4.以比容为纵轴、乙醇的质量
7、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 1 和 2。 乙醇的质量分数 0 16.73% 34.54% 53.95% 73.23% 100%比重瓶+溶液 质量（g) 21.8589 21.572 21.2857 20.8535 20.3548 19.6288溶液的重量（g) 10.6755 10.3886 10.1023 9.6701 9.1714 8.4454 溶液的比容(ml/g) 1.0011 1.0287 1.0579 1.1052 1.1653 1.2655 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。先找出乙醇的质量分数为
8、 30%时所对应的溶液的比容 =1.05，由镜面曲线法过点（0.3 ，1.05）作曲线的切线。由图可得出乙醇的质量分数为 30%时，水=0.990ml/g, 乙醇=1.180ml/g ml82.1790.22 OHMV水 C5465252乙 醇100g 该溶液的总体积 V=M*=105ml。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、如何使用比重瓶测量颗粒状固体物的密度？答：将比重瓶洗净干燥，称量空瓶重 m0。注入已知密度 1（t
9、 ）的液体（应注意该液体不溶解待测固体，但能够浸润它） 。将比重瓶置于恒温槽 中恒温10min，用滤纸吸去塞帽毛细管口溢出的液体。取出比重瓶擦干外壁，称重 m1。倒去液体将瓶吹干，装入一定量的研细的待测固体（装入量视瓶大小而定） ，称重 m2。先向瓶中注入部分已知密度为 （t）的液体，将瓶敞口放入真空干燥器内，用真空泵抽气约10min，将吸附在固体表面的空气全部除去。然后向瓶中注满液体，塞上塞子。同步骤恒温10min 后称重为 m3。根据下述公式计算待测固体的密度 s（t ）s（t）=（m2-m0) 1/【m1-m0)-(m3-m2） 】3、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。要进行多组测量去平均值，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，不可乱放乱盖。在数据处理及画图时要准确画出切线，不可盲目而定。
