实验二 溶液偏摩尔体积的测定

实验二

溶液偏摩尔体积的测定

实验目的要求 实验基本原理 实验装置示意图 实验步骤 数据记录与处理 实验注意事项《物理化学实验》 物理化学实验》

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。 3. 理解偏摩尔量的物理意义。

实验原理偏摩尔量 20℃、105 Pa下，乙醇水混合物体积与各物质的量的关系n(C2H5OH)/ mol 0 0.04 0.14 0.28 0.37 0.48 0.61 0.78 1. 00 n(H2O)/ mol 1.00 0.96 0.86 0.72 0.63 0.52 0.39 0.22 0 混合前两液体总体积 ΣnBVm(B)/10-6m3__

混合后溶液体积 V/10-6m3__

混合前后体积差 V/10-6m3__

19.8 23.7 29.3 33.0 37.3 42.7 49.5__

19.5 23.1 28.3 31.9 36.1 41.6 48.5__

- 0.3 - 0.6 - 1.0 - 1.1 - 1.2 - 1.1 - 1.0__

实验原理集合公式

dX = ∑XBdnB X = ∑XBnBB B

等温等压

如，水和乙醇溶液的体积 V=n水V水+n乙V乙 =

实验原理

实验原理 V = nV ,m + n2V ,m 1 1 2 总V V1 V1,m V2 V2 ,m = + W M1 W M2 W V 令： =α W V1,m M1 = α1 V2 ,m M2 = α2

W 2 %

α = W1 % α 1 + W2 % α 2 = (1 W2 %)α 1 + W2 % α 2 α α = α 1 + α 2 α 2 = α1 + W 2 % α α = α 1 + W2 % W 2 % α α = α 2 W1 % W 2 %

实验原理 α α = α 1 + W2 % W 2 % α α = α 2 W1 % W 2 %

实验原理所以实验求出不同溶液的比容α ,做α-W%关系图，得曲线CC’。 欲求M浓度溶液中各组分的偏摩尔体积，可在M点做切线，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,mC’ α B’ C B A W2% A’

实验装置示意图

a

图Ⅲ-12-2比重瓶

液体密度的测定(1) 将比重瓶洗净干燥，称量空瓶重W0。 (2) 取下毛细管塞B,将已知密度ρ1(t℃)的液体注满比重瓶。 轻轻塞上塞B,让瓶内液体经由塞B毛细管溢出，注意瓶内 不得留有气泡，将比重瓶置于t℃的恒温槽中，使水面浸没 瓶颈。 (3) 恒温10min后，用滤纸迅速吸去塞B毛细管口上溢出的液体。 将比重瓶从恒温槽中取出，(注意只可用手拿瓶颈处)。用吸 水纸擦干瓶外壁后称其总重量为W1。 (4) 用待测液冲洗净比重瓶后(如果待测液与水不互溶时，则 用乙醇洗两次后，再用乙醚洗一次后吹干),注满待测液。 重复步骤(2)和(3)的操作，称得总重为W2。 (5)根据以下公式计算待测液的密度ρ(t℃)

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%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。摇匀后测定每份 溶液的密度。 。 3. 3. 比重瓶其方法如下: 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。 4. 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

数据记录与处理实验日期： ;室温： ℃;气压： KPa

试验数据记录表0% 重量 密度 20% 40% 60% 80% 100%

数据记录与处理1. 根据25℃时水的密度和称重结果，求出比重瓶的 容积。 2. 计算所配溶液中乙醇的准确质量百分比。 3. 计算实验条件下各溶液的比容。 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α1和α2。 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。

实验注意事项1. 恒温过程中应密切注意毛细管出口液 面，如因挥发毛细管内液柱下降，可及 如因挥发毛细管内液柱下降， 时滴加被测溶液。 时滴加被测溶液。 拿比重瓶时应手持其颈部。 2. 拿比重瓶时应手持其颈部。 实验过程中毛细管里始终要充满液体， 3. 实验过程中毛细管里始终要充满液体， 注意不得存留气泡。 注意不得存留气泡。

预习要求1. 本实验测量的物理量是什么？处理后将得到那些物理量？ 2. 测乙醇—水溶液的偏摩尔体积时，乙醇的准确含量应根 据什么数据求出？ 3. 为何能从α—W2%关系图求出V1,m和V2,m ? 4. 能否直接从恒温槽的温度控制器上读出恒温水的温度？

25度时乙醇密度与质量百分比浓度之间的关系

0.81094

0.80823

0.80549

0.80272

0.79991

0.79706

乙醇 W%

91.00

92.00

93.00

94.00

95.00

96.00

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yq51.html