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偏摩尔体积的测定

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偏摩尔体积的测定

熔体体积（Molar volume）是指在标准状态下，由1 mol 分子或原子所组成的物质，占据某一单位体积的体积。它是根据物质的分子量以及它的浓度来确定的。它是表征物质及其化学属性的一种重要的物理参数，也是化学测定中常用的参数。因此，偏摩尔体积的测定具有重要的理论意义以及实际应用价值。

偏摩尔体积的测定方法有很多，其中最常用的是蒸馏法。该法是根据物质在室温下的沸点来测定它的偏摩尔体积的，即将某种物质分解成两种以上的组分，然后以室温下的沸点作为条件，将这些组分分开。一般来说，当沸点越高的时候，它的偏摩尔体积会越小。这个方法的优点是简便、容易掌握，但缺点是受沸点测定仪器的精度影响较大，不能测定较低沸点的物质。

另外还有一种偏摩尔体积测定方法是电泳法。该方法是利用特定物质在电场作用下移动的原理进行测量，其偏摩尔体积取决于分子间电荷的数量和分子大小。这种方法可以准确测量低沸点物质的偏摩尔体积，其优点是精度高，但它的缺点是操作较复杂，耗费大量的时间和人力。

除了以上常用的测定方法，还有一种比较少见的方法是热量法。这种方法是利用物质在加热后会发生膨胀的原理，来测量物质在标准温度下的偏摩尔体积，但它的精度受到实验条件的影响，比较大。

偏摩尔体积的测定是一项重要的实验技术，有着广泛的实际应用，可用于测定分子量比较大的有机物、无机物、同分异构体以及金属离子的偏摩尔体积，用于计算物质溶解度、共价键的构型，可有效的分析物质的结构与特性。

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实验2 偏摩尔体积的测定 操作步骤

实验2 偏摩尔体积的测定 操作步骤

实验2偏摩尔体积的测定

注意事项：

1. 比重瓶需水平置于比重瓶架上，使得瓶口与水浴槽液面相其

2. 保证实验过程中毛细管里始终要充满液体，如因挥发液面降低，应在毛细管上端滴加该溶液，注意不得存留气泡。

3. 比重瓶中装有液体后，避免用手握着瓶身，以免液体受热溢出，可手持瓶口处。

4. 称量前一定要把比重瓶外壁用滤纸擦干，称量操作要迅速。

实验步骤

1. 调节恒温槽温度为(25.0±0.1)℃。

2. 给4只三角瓶编号。用电子分析天平称重无水乙醇和蒸馏水，分别配制乙醇的质量分数为0.20，0.40，0.60，0.80的乙醇水溶液，每份溶液的质量在15 g左右。配完后，盖紧磨口塞，防止挥发。

3. 用电子分析天平精确称量洁净、干燥的比重瓶（m0），然后装满蒸馏水(测量温度下的密度可查)，置于恒温槽中恒温10 min。用滤纸迅速擦去从毛细管膨胀出来的水。取出比重瓶，擦干外壁，迅速称重（m1）。平行测量2次。

4. 按步骤3测量每份待测溶液的质量（m2），每份平行测量2次。

数据处理：

1. 根据25.0 ℃时水的密度和称重结果，求出比重瓶的容积。

2. 根据实验，推导出计算待测液体密度的公式，并计算实验条件下各溶液的比容。

3. 用Oringin软件做比容~ 乙醇的质量分数图，并求出w2=0.30的乙醇水溶液的偏摩尔体积，并计算100 g该溶液的总体积。（打印比容~ 乙醇的质量分数图，手动做曲线的切线）

偏摩尔体积的测定

偏摩尔体积的测定

偏摩尔体积的测定

实验报告：偏摩尔体积测定

⼀．实验⽬的

1. 配置不同浓度的NaCl ⽔溶液，测定各容易的密度。

2. 计算溶液中各组分的偏摩尔体积。

3. 学习⽤⽐重管测定溶液的密度。

⼆．实验原理

设体系有⼆组分A,B,体系的总体积V 是n A , n B 、温度、压⼒的函数，即

V=f(n A ,n B ，T ，P ） （C9.1）

组分A 、B 的偏摩尔体积定义为

B n P T A A n V V ,,)(

= A n P T B

B n V V ,,)(??= （C9.2）

在恒定温度和压⼒下

B n P T B

A n P T A dn n V

dn n V dV A B ,,,,)()(

+= （C9.3） dV=V A dn A + V B dn B

（C9.4）

体系总体积由式（C9.4）积分⽽得

V = n A V A ＋n B V B

（C9.5）

在恒温恒压条件下对式（C9.5）微分

dV=n A dV A ＋V A dn A ⼗n B dV B ＋V B dn B

吉布斯-杜亥姆（Gibbs-Duhem ）⽅程

n A dV A ＋n B dV B =0

（C9.6）

在B 为溶质、A 为溶剂的溶液中，设V A *为纯溶剂的摩尔体积；V φ,B 定义为溶质B 的表观摩尔体积，则

B

A

A B

n V n V V *

-=

,φ （C9.7）

V= n A V A *＋n B V φ,B

（C9.8）

b B 为B 的质量摩尔浓度（b B =n B /(n A M A )；V φ,B 为B 的表观摩尔体积；ρ、ρA *为溶液及纯溶剂A 的密度；M A 、M B 为A 、B ⼆组分的摩尔质量。可得

ρρρρρ?B A

B A B

M b V +-=*

*, （C9.12）

据德拜-休克尔（Debye —Huckel ）理论，NaCl ⽔溶液中NaCl 的表观偏摩尔体积V φ,B 随B b 变化呈线性关系：A n P T B

B

B A A

A b V b M V V ,,,2

偏摩尔体积的测定 2

偏摩尔体积的测定 2

四．实验步骤：

1. 分别配置体积百分数为0%，20%，40%，60%，80%，100%的乙醇水溶液。每份溶液的体积都控制在50ml左右。

2. 将比重瓶洗净晾干，最好放在干燥橱干燥一会，然后放在电子天平上精确测量空的比重瓶质量。

3. 用注射器向比重瓶内注入蒸馏水，然后再次放在电子天平上称重。

4. 将3中的比重瓶的水倒去，然后用待测液清洗两到三次，在利用注射器向比重瓶依次注入待测的乙醇水溶液。

五．注意事项：

1. 注意比重瓶的毛细管部分非常脆弱，小心取放。

2. 向比重瓶内注入溶液时不能有气泡。

3. 称重时应用滤纸条包住比重瓶，不能直接用手取放比重瓶

六．实验数据

一号比重瓶：

空瓶质量：12.0115g 注满水质量：21.8463g 容积：9.8637ml

二号比重瓶：

空瓶质量：9.3435g 注满水质量：19.6191g 容积：10.3058ml

溶液配置（体积分数）：

0%：50ml蒸馏水

20%：10ml乙醇+40ml蒸馏水

40%：20ml乙醇+30ml蒸馏水 60%：30ml乙醇+20ml蒸馏水

80%：40ml乙醇+10ml蒸馏水

100%：50ml乙醇

乙醇体积分数 一号比重瓶 二号比重瓶

20% 21.5751g

19.2222g

40% 21.2691g

19.0240g

60% 20.9561g

18.6709g

80% 20.4520g

18.1468g

100% 19.8255g 17.4827g

乙醇质量分数 比容（一号比重瓶） 比容（二号比重瓶）

16.516% 1.0314 1.0432

34.535% 1.0655 1.0646

实验4 偏摩尔体积测定

实验4 偏摩尔体积测定

实验4 偏摩尔体积测定

【实验目的】

1.掌握测定二组分溶液偏摩尔体积的方法；

2.加深对偏摩尔量概念的认识。

【实验原理】

A、B二组分溶液的容量性质Y=f(T, p,An,Bn),等温等压下：

BnPTBAnPTAdnnYdnnYdYAB,,,,)()( （4.1）

定义

BnPTAAnYY,,)(；

AnPTBBnYY,,)(

则

BBAAdnYdnYdY （4.2）

AY、BY－为物质A、B的某种容量性质Y的偏摩尔量。

由此定义A和B的偏摩尔体积为：

BnPTAAnVV,,)(

AnPTBBnVV,,)( （4.3）

有 BBAAdnVdnVdV （4.4）

而 )(pTnnVVBA、、、 （4.5）

T、p一定：

ABnPTBBnPTAAnVnnVnV,,,,)()(

即 AABBVnVnV （4.6）

则 BBBBAAAAdnVdVndnVdVndV （4.7）

（4.7）与（4.4）比较、整理得：

0BBAAdVndVn Gibbs—Duhem （4.8）

1BBABABBAxxxxnndVdV （4.9） 由式（4.9）可见，VA与VB彼此不是独立的,之间存在着函数关系。VA的变化将引起VB的变化，若VA不变，VB也保持不变，xB为一定值，即溶液浓度一定时，dVA一定，dVB也就一定了。

偏摩尔体积的物理意义：可从两个角度理解，一是在温度、压力及溶液浓度一定的情况下，在一定量的溶液中加入极少量的A时，系统体积的改变量与所加入A的物质的量之比。二是一定温度、压力及溶液浓度的情况下，将1摩尔的A加入到大量的溶液中引起的溶液体积改变。