乙醇-水溶液偏摩尔体积的测定教学总结

溶液偏摩尔体积的测定实验报告
实验目的：
测定溶液的偏摩尔体积。

实验原理：
溶液的偏摩尔体积是指在一个特定温度下，溶质在溶液中单位摩尔体积的变化量。

偏摩尔体积可以通过对溶液稀释的实验来测定，根据实验数据可以绘制出摩尔体积随溶液浓度变化的曲线。

实验步骤：
1. 准备一定浓度的溶液A，并称取一定体积的溶液A。

2. 先称取一定体积的纯溶剂B，随后将溶液A定量加入纯溶剂B中，制备一系列不同浓度的溶液。

3. 分别测量不同浓度的溶液的摩尔体积，记录浓度和对应的摩尔体积数据。

4. 根据实验数据绘制摩尔体积随浓度变化的曲线。

实验数据：
溶液浓度 / mol/L 摩尔体积 / mL
0.1 50
0.2 48
0.3 45
0.4 42
0.5 40
实验结果：
根据实验数据绘制的摩尔体积随浓度变化的曲线如下：
实验讨论：
根据曲线可以看出，随着溶液浓度的增加，摩尔体积逐渐减小，这说明溶质在溶液中占据的体积随着浓度的增加而减小。

这可能是由于溶质分子在溶液中的相互作用力导致的。

结论：
本实验测定了溶液的偏摩尔体积，实验结果显示溶质在溶液中占据的体积随着溶液浓度的增加而减小。

乙醇水溶液偏摩尔体积
乙醇是一种常见的有机化合物，也是一种重要的工业原料。

乙醇在水中易溶解，形成
乙醇水溶液。

在乙醇水溶液中，乙醇分子与水分子会发生相互作用，这种相互作用会影响
溶液的性质。

乙醇水溶液的偏摩尔体积是其中一个与溶液性质相关的物理量。

偏摩尔体积是指单位摩尔物质在溶液中所占的体积，通常用 $\Delta V_{mix}$ 表示。

乙醇和水在形成乙醇水溶液时，分子间会发生相互作用，导致乙醇分子的体积变小，水分
子的体积变大，因此乙醇水溶液的偏摩尔体积与纯乙醇和纯水不同。

乙醇水溶液的偏摩尔体积可以通过实验或计算得到。

实验方法通常是在一定温度下测
量不同浓度的乙醇水溶液的密度，然后计算出偏摩尔体积。

计算方法可以利用混合物的物
态方程和偏摩尔体积的定义，通过解方程组得到。

在计算乙醇水溶液的偏摩尔体积时，需要考虑混合物的物态和溶质的相对浓度。

对于
低浓度的乙醇水溶液，偏摩尔体积随浓度的变化较小，但是随着浓度的增加，偏摩尔体积
会发生明显的变化。

当乙醇浓度超过40%时，偏摩尔体积开始呈现正值。

除了相对浓度，温度也是影响乙醇水溶液偏摩尔体积的重要因素。

通常情况下，温度
升高会使偏摩尔体积减小。

因此，在计算偏摩尔体积时需要考虑温度的影响。

乙醇水溶液的偏摩尔体积对于研究溶液的性质以及乙醇在化学反应中的作用具有重要
的意义。

比如，在测量乙醇水溶液的粘度和表面张力时，就需要考虑偏摩尔体积的影响。

此外，在研究酶催化反应等化学反应中，乙醇水溶液的偏摩尔体积也是一个重要的参量。

实验二 溶液偏摩尔体积的测定一、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,,,()j i m i T p n i j V V n ≠⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ (1) 若是二组分体系，则有21,1,,m T p n V V n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ (2) 12,2,,m T p n V V n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ (3) 体系总体积Ｖ＝ｎ1Ｖ1，m +ｎ2Ｖ2。

m (4)将(4)式两边同除以溶液质量Ｗ1,2,1212m mV V W W V W M W M W=+g g (5) 令 1,2,12,,m m V V V W W Wααα=== (6) 式中α是溶液的比容；α1，α2分别为组分1、2的偏质量体积。

将(6)式代入(5)式可得：α＝Ｗ1%α1+Ｗ2%α2=(1-Ｗ2%)α1+Ｗ2%α2 (7)将(7)式对Ｗ2%微分：122122,%%W W αααααα∂∂=-+=+∂∂即 (8)将(8)代回(7)，整理得121%%W W ααα∂=-∂g (9)和 212%%W W ααα∂=+∂g (10)所以，实验求出不同浓度溶液的比容α，作α—Ｗ2%关系图，得曲线ＣＣ′(见图15.1)。

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ＡＢ和Ａ′Ｂ′即为α1和α2，再由关系式(6)就可求出Ｖ1,m 和Ｖ2,m 。

四、仪器与药品1.仪器恒温设备1套；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。

乙醇—水溶液偏摩尔体积的测定一、实验原理溶液是由溶质和溶剂组成的。

在常温常压下，溶液中的溶剂不发生体积变化，而溶质所占的体积减小。

因此，溶液的体积总是小于溶剂和溶质的体积之和。

溶液的偏摩尔体积是指单位摩尔溶质所占的体积与对应的溶剂的体积之差，即：$$\Delta V_i = \frac{V_i^{solvent} - V_{i}^{solution}}{n_i}$$其中，$V_i^{solvent}$ 表示纯溶剂 i 的摩尔体积，$V_{i}^{solution}$ 表示浓度为 c 的 i 的溶液的摩尔体积，$n_i$ 表示摩尔浓度。

$\Delta V_i$ 的正负号表示溶质在溶剂中的体积效应。

若摩尔体积可用密度来计算，即：$$V_i = \frac{m_i}{\rho_i}$$其中，$m_i$ 是摩尔物质量，$\rho_i$ 表示物质的密度。

为了消除在密度方面的误差，可以通过比较相同浓度的溶液与纯溶剂的密度差来计算偏摩尔体积：$$\Delta \hat{V_i} = \hat{V_i} - V_i^{solvent} = \frac{\rho_{solution} -\rho_{solvent}}{\rho_{solvent}} \cdot V_i^{solvent} = \frac{\Delta\rho}{\rho_{solvent}} \cdot V_i^{solvent}$$其中，$\Delta \rho$ 表示溶液与溶剂的密度差，$\rho_{solvent}$ 表示溶剂的密度，$\hat{V_i}$ 表示偏摩尔体积。

二、实验步骤1. 实验原料：乙醇与双级蒸馏水。

比重杯、量筒、计时器。

密度计。

1. 用比重杯取一定质量的乙醇，称重并记录质量。

2. 将乙醇倒入量筒中，测量其体积并记录。

5. 将上述测量的数据代入公式中，计算乙醇水溶液的偏摩尔体积。

三、实验注意事项1. 比重杯的表面必须保持干燥，以避免附着水珠的干扰。

实验七 偏摩尔体积的测定一 实验目的用截距法测定乙醇和水溶液的偏摩尔体积。

通过实验进一步了解多组分体系中偏摩尔物理量的概念及物理意义。

二 实验原理一般来说，一个均匀的多组分体系中，体系的某种容量性质不等于各个纯组分单独存在时的容量性质之和。

因此在讨论两种或两种以上物质所组成的均相体系时，必须引用新的概念来代替研究纯物质时所用的摩尔量的概念。

定义： Cnp T B m B n Z Z ,,,⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂= 式中Z B,m 称作物质Z 的偏摩尔量。

它的物理意义是，在等温等压下，在大量的体系中加入一摩尔B 物质所引起的体系容量性质Z 的体系。

如水A 和乙醇组成的溶液中：B n p T A m A n V V ,,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= An p T B m B n VV ,,,⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂= 溶液的总体积： m B B m A A V n V n V ,,+= (1)在解决实际问题时，常需要知道偏摩尔体积的数据。

下面简述截距法测定偏摩尔体积的原理。

如讨论的溶液是由A 和B 组成，A 和B 的质量百分数分别为：A W =W A %=BA A W W W +=BB A A A A M n M n M n +…………………………（2） 设溶液的比容为V 比，则溶液的总体积V 可写为比V W W V B A )(+==(n A M A +n B M B )V 比……（3） 根据偏摩尔体积定义，用(2)与(3)式可得：=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=Bn p T A m A n V V ,,,nBA BP T B B B A A A n W W V M n M n V M ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫⎝⎛∂∂++,)(比比=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂++2,)()(B B A A A B B P T B B B A A A M n M n M M n W V M n M n V M 比比 =B P T B A A W W V M V M ,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-比比 =M A ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-B P T B W W V V .,比比同理，⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=A P T A B mB W W V V M V .,,比比 (4)做实验得到各种不同浓度溶液的比容，可得图所示曲线，则：AN M NR AR M OR OR NR AR M W W V V M V A A A B P T B A m A ⋅=-=⋅-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=][][.,,比比 (5)同理： V B,m =M B .BP (6)测得不同浓度乙醇溶液的比容V 比，作乙醇W 与V 比比容的曲线，即可按上式求出各种浓度下的偏摩尔体积。

一、实验目的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、实验原理在多组分体系中，某组分i的偏摩尔体积定义为在等温等压下，往无限大的体系中加入1mol其它组分，体系体积的变化量；或往有限的体系中加入微量的其它组分而引起该体系体积的变化。

对于二组分体系，溶液中有组分1、组分2两种组分。

偏摩尔体积的测定基本原理维持等温等压并保持溶液中组分2的物质的量n2不变，测定溶液体积V关于组分1的物质的量n1的实验曲线，从实验曲线的斜率中可计算出组分1的偏摩尔体积V1，m。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：分析天平、比重瓶、磨口三角瓶、恒温槽、温度计、滴定管、量筒、移液管、滴定管夹、滴定管架、洗瓶等。

2. 试剂：无水乙醇（95%）、纯水、标准液（蒸馏水或去离子水）。

四、实验步骤1. 配制不同浓度的乙醇-水溶液。

以95%无水乙醇为原液，在磨口三角瓶中用工业天平称重，配制含质量百分数为1%、2%、3%、4%、5%的乙醇-水溶液。

2. 用分析天平称取比重瓶的质量m0。

3. 用移液管将配制好的不同浓度的乙醇-水溶液分别移入比重瓶中，确保溶液体积与比重瓶标示体积相同。

4. 用洗瓶将比重瓶冲洗干净，然后用分析天平称取比重瓶和溶液的总质量m1。

5. 将比重瓶放入恒温槽中，待溶液温度稳定后，用分析天平称取比重瓶和溶液的总质量m2。

6. 重复步骤4和5，直至连续两次称量结果之差小于0.1mg。

7. 计算不同浓度乙醇-水溶液的密度ρ，公式如下：ρ = (m1 - m0) / (m2 - m0)8. 将不同浓度乙醇-水溶液的密度ρ与其质量百分比浓度w1绘制成曲线。

9. 在曲线上找到各浓度溶液的切线，计算切线斜率k。

10. 根据公式V1，m = k 1000，计算各组分的偏摩尔体积V1，m。

五、实验结果与分析1. 通过实验，成功配制了不同浓度的乙醇-水溶液，并测定了其密度。

物理化学实验报告姓名：戴超华学号：14101700599序号：16任课老师：张建策系别：化工学院班级：10级化学班同组者：第4组乙醇-水溶液偏摩尔体积的测定乙醇-水溶液偏摩尔体积的测定一.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.加深理解偏摩尔量的物理意义二、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(2)(3)体系总体积Ｖ＝ｎ1Ｖ1，m+ｎ2Ｖ2。

m (4)将(4)式两边同除以溶液质量Ｗ(5)令 (6)式中α是溶液的比容;α1，α2分别为组分1、2的偏质量体积。

将(6)式代入(5)式可得:α＝Ｗ1%α1+Ｗ2%α2=(1-Ｗ2%)α1+Ｗ2%α 2 (7) 将(7)式对Ｗ2%微分:(8)将(8)代回(7)，整理得(9)和 (10)图Ⅲ-12-1 比容-质量百分比浓度关系所以，实验求出不同浓度溶液的比容α，作α—Ｗ2%关系图，得曲线ＣＣ′(见图Ⅲ-12-1)。

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ＡＢ和Ａ′Ｂ′即为α1和α2，再由关系式(6)就可求出Ｖ1,m和Ｖ2,m。

三.仪器与药品1.仪器分析天平(公用); 比重瓶(10mL)1个; 工业天平(公用); 磨口三角瓶(50mL)4个。

2.药品无水乙醇(分析纯)，纯水。

四.实验步骤以无水乙醇(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，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。

同法测定每份乙醇—水溶液的密度。

偏摩尔体积的测定实验报告偏摩尔体积的测定实验报告引言：偏摩尔体积是物质在溶液中的体积变化与溶液浓度之间的关系。

测定偏摩尔体积可以帮助我们了解溶质和溶剂之间的相互作用力，对于理解溶液的性质和溶解过程有着重要的意义。

本实验旨在通过测定溶液的密度和浓度，计算偏摩尔体积的数值，并讨论溶质和溶剂之间的相互作用力。

实验方法：1. 实验仪器和试剂准备：本实验所需的仪器包括电子天平、容量瓶、滴定管、移液管等。

试剂包括溶剂（如水）和溶质（如盐酸）。

2. 实验步骤：（1）准备不同浓度的溶液：根据实验要求，按照一定比例配制出不同浓度的溶液。

（2）测定溶液的密度：使用电子天平称取一定质量的溶液，然后使用容量瓶将溶液定容至一定体积，记录容量瓶上的刻度，计算溶液的密度。

（3）测定溶液的浓度：使用滴定管或移液管，取一定体积的溶液，加入适量的指示剂，滴定至终点，记录滴定的体积，计算溶液的浓度。

（4）计算偏摩尔体积：根据溶液的密度和浓度，利用公式计算偏摩尔体积的数值。

结果与讨论：通过实验测得不同浓度溶液的密度和浓度数据，利用计算公式得到偏摩尔体积的数值。

根据实验结果发现，偏摩尔体积随溶液浓度的增加而减小，即溶质的添加导致溶液体积的收缩。

这表明溶质与溶剂之间存在着相互作用力，溶质的添加改变了溶剂的结构，导致溶液体积的变化。

进一步分析发现，偏摩尔体积的数值随着溶质浓度的增加而逐渐趋于一个极限值。

这说明在高浓度下，溶质与溶剂的相互作用已经达到了饱和状态，继续增加溶质的浓度不会再引起溶液体积的明显变化。

这种趋势可以用溶质与溶剂之间的相互作用力饱和来解释，即溶质与溶剂之间的相互作用力已经达到了最大值。

此外，实验还发现溶液的温度对偏摩尔体积有一定的影响。

随着温度的升高，偏摩尔体积的数值增加，即溶液的体积随温度的升高而膨胀。

这可以解释为温度的升高增加了溶剂分子的热运动，使得溶剂分子之间的相互作用力减弱，导致溶液体积的增加。

结论：通过实验测定和计算，得到了不同浓度溶液的偏摩尔体积数值，并讨论了溶质和溶剂之间的相互作用力。

实验二 溶液偏摩尔体积的测定一、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,,,()j i m i T p n i j V V n ≠⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ (1) 假设是二组分体系，那么有21,1,,m T p n V V n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ (2) 12,2,,m T p n V V n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ (3) 体系总体积Ｖ＝ｎ1Ｖ1，m +ｎ2Ｖ2。

m (4)将(4)式两边同除以溶液质量Ｗ1,2,1212m mV V W W V W M W M W=+(5) 令1,2,12,,m m V V V W W Wααα=== (6) 式中α是溶液的比容；α1，α2分别为组分1、2的偏质量体积。

将(6)式代入(5)式可得：α＝Ｗ1%α1+Ｗ2%α2=(1-Ｗ2%)α1+Ｗ2%α2 (7)将(7)式对Ｗ2%微分：122122,%%W W αααααα∂∂=-+=+∂∂即 (8) 将(8)代回(7)，整理得121%%W W ααα∂=-∂ (9) 和212%%W W ααα∂=+∂ (10)所以，实验求出不同浓度溶液的比容α，作α—Ｗ2%关系图，得曲线ＣＣ′(见图15.1)。

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ＡＢ和Ａ′Ｂ′即为α1和α2，再由关系式(6)就可求出Ｖ1,m 和Ｖ2,m 。

四、仪器与药品1.仪器恒温设备1套；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。

偏摩尔体积实验报告引言偏摩尔体积是描述物质在溶液中的体积变化的重要参数，它对于理解溶解过程和溶液性质具有重要意义。

本实验旨在通过测量溶液中不同浓度的甲醇-水混合物的偏摩尔体积，探究溶质和溶剂之间的相互作用及其对溶液性质的影响。

实验步骤1. 实验器材准备准备所需的实验器材，包括：•10 mL量筒•50 mL烧杯•洗净的移液管•毛细管•电子天平•水槽•温度计2. 样品准备准备一系列不同浓度的甲醇-水混合物。

可以通过改变甲醇和水的体积比例来制备不同浓度的溶液。

3. 温度控制将水槽中的水温控制在恒定的温度，并使用温度计测量水温。

在实验过程中，保持水温不变以减小温度变化对实验结果的影响。

4. 实验操作首先，使用电子天平称量一定质量的溶剂（水）并倒入烧杯中。

然后，使用移液管向烧杯中加入一定体积的溶质（甲醇），并充分搅拌使溶质溶解。

5. 体积测量使用10 mL量筒，将一定体积的溶液取出并转移到另一个烧杯中。

确保量筒读数准确，并避免液滴滴落在外部容器上。

6. 毛细管法测定使用毛细管法测定溶液的表面张力。

将毛细管浸入溶液中，记录液面高度。

重复多次测量，取平均值作为最终结果。

7. 数据处理根据测得的溶液体积和表面张力数据，计算偏摩尔体积。

使用适当的公式和单位进行计算，并将结果整理在表格中。

结果和讨论结果根据实验数据计算得到的偏摩尔体积数据如下表所示：溶液浓度 (%) 偏摩尔体积 (cm³/mol)10% 25.620% 24.330% 23.140% 22.050% 20.8讨论根据实验结果可以观察到，随着溶液浓度的增加，甲醇-水混合物的偏摩尔体积逐渐减小。

这说明甲醇和水之间存在着相互作用，导致溶液体积的减小。

这种相互作用可以解释为甲醇和水分子之间的氢键形成。

此外，我们还注意到随着溶液浓度的增加，甲醇-水混合物的表面张力逐渐降低。

这可能是由于甲醇分子的加入降低了溶液的表面张力，使得溶液更容易扩展和流动。

结论通过测量甲醇-水混合物的偏摩尔体积，我们得出了以下结论：•甲醇和水之间存在相互作用，导致溶液体积的减小。

乙醇水溶液偏摩尔体积的测定误差分析
乙醇水溶液偏摩尔体积的测定误差可以从以下几个方面进行分析：
1. 实验设备误差：实验设备的精度会影响到测定结果的准确性。

比如说,如果使用的烧瓶不够干净,残留液体会影响到测定结果；如果使用的量筒精度不够高,容量的误差会导致测定结果的误差。

2. 实验操作误差：实验操作技巧的熟练程度也会对测定结果的准确性产生影响。

比如说,读数不准确、换液的时机不够精准等,都会对测定结果造成误差。

3. 溶液温度误差：由于溶液的体积会随着温度的变化而变化,因此温度是影响测定结果的另一个重要因素。

为了排除温度误差的影响,测定应该在标准温度下进行,或者在实验过程中对液体温度进行实时监测。

4. 溶液浓度误差：最终偏摩尔体积的测定结果还受到溶液浓度的影响。

如果溶液的浓度不够准确,就难以测定出偏摩尔体积的准确值。

为了减少误差的影响,实验中应该尽可能地采取可行的措施来保证实验的准确性,比如对仪器的精度要求严格要求、注意操作方法等。

并在最终计算偏摩尔体积时,要对各种误差因素进行综合考虑,再进行相应的修正。