偏摩尔体积的测定实验报告

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）

物理化学实验报告（参考）

1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

,

,,()

jim

i

TpnijV

V

n

≠⎛⎞

∂

=

⎜⎟

∂

⎝⎠ (1)

若是二组分体系，则有

21,

1

,,m

TpnV

V

n⎛⎞

∂

=

⎜⎟

∂

⎝⎠ (2)

12,

2

,,m

TpnV

V

n⎛⎞

∂

=

⎜⎟

∂

⎝⎠ (3)

体系总体积

Ｖ

＝ｎ

1Ｖ

1

，m+ｎ

2Ｖ

2

。m (4)

将(4)式两边同除以溶液质量Ｗ

1,2,

12

12mmVV

WWV

WMWMW=+󰀀󰀀

(5)

令 1,2,

12,,mmVV

V

WWWααα

===

(6)

式中α是溶液的比容；α

1，α

2分别为组分1、2的偏质量体积。将(6)式代入(5)式可得：

α＝Ｗ

1%α

1+Ｗ

2%α

2=(1-Ｗ

2%)α

1+Ｗ

2%α

2 (7)

将(7)式对Ｗ

2%微分： 物理化学实验报告（参考）

21221

22,

%%WWαα

αααα∂∂

=−+=+

∂∂即

(8)

将(8)代回(7)，整理得

12

1%

%W

Wα

αα∂

=−

∂󰀀

(9)

和

21

2%

%W

Wα

αα∂

=+

∂󰀀

(10)

所以，实验求出不同浓度溶液的比容α，作α—Ｗ

2%

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α

1和

α

2，再由关系式(6)就可求出Ｖ

1,m和Ｖ

2,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

1 C9 偏摩尔体积测定

姓名：马玉仁 学号：88 班级：

一、 实验目的及要求

1) 配制不同浓度的NaCl水溶液，测定各溶液的密度。

2) 计算溶液中各组分的偏摩尔体积。

3) 学习用比重管测定液体的密度。

二、 原理

根据热力学概念，体系的体积V为广度性质，其偏摩尔量则为强度性质。设体系有二组分A,B,体系的总体积V是温度、压力、An和Bn的函数，即：

)，T,P，nf(nVBA （）

组分A、B的偏摩尔体积定义为：

BnPTAAnVV,,)(

AnPTBBnVV,,)( （）

在恒定温度和压力下：

BnPTBAnPTAdnnVdnnVdVAB,,,,)()( （）

BBAAdnVdnVdV （）

体系总体积由式积分而得

BBAAVnVnV （）

在恒温恒压条件下对式微分：

BBBBAAAAdnVdVndnVdVndV

与式比较，可得吉布斯-杜亥姆（Gibbs-Duhem）方程为：

0BBAAdVnVdn （）

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

BAABnVnVV, （）

BBAAVnVnV， （）

在恒定T,P及nA条件下，将式对nB偏微分，可得：

AAT,P，nBφ,BBφ，BT,P,nBBnVnV)nV(V （）

由式，得：

)(1BBφ,BBAAAAVnVnVnnV （）

五、数据记录及处理

室温：32 ℃ 气压：101.5KPa

1.根据所测不同组成的质量数据，用下述公式计算所配溶液的密度。

2．计算实验条件下的比容。

3. 以比容为纵轴、乙醇的质量百分数为横轴作曲线。

4. 用计算机对上述曲线进行曲线拟合，a=f(W2)求得公式二项式函数。

5. 根据a=f(W2)二项式函数和公式（6）或公式（7）和（8），分别计算不同组成乙醇溶液的b1和b2，然后计算含乙醇10％，20％,30％％,40％,50％,60％,70％,80％,90％中组分的偏摩尔体积及100％g该溶液的总体积。

表2-1 不同组成的溶液的密度测定

1 M1 M2 M瓶+m溶液 M溶液   2

0 0 10.0009 14.2041 4.2237 0.7702 1.2983 1.00

0.10 1.0013 8.9987 14.3887 4.4087 0.8040 1.2439 0.90

0.20 2.0037 7.9972 14.4638 4.4834 0.8176 1.2231 0.80

0.30 3.0045 6.9967 14.6865 4.7061 0.8520 1.1655 0.70

0.40 4.0123 5,9900 14.7960 4.8156 0,8782 1.1387 0.60

0.50 5.0097 5.0423 14.8335 4.8351 0.8817 1.1295 0.50

0.60 6.0013 3.9963 14.9664 4.9860 0.9092 1.1000 0.40

0.70 7.0254 3.0092 15.0758 5.0954 0.9300 1.0762 0.30

0.80 8.0796 1.9987 15.2070 5.2266 0.9531 1.0492

0.20

0.90 9.0142 1.10129 15.3134 5.3330 0.9725 1.0283 0.10