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偏摩尔体积的测定

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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nA, nB、温度、压力的函数，即
V=f(nA ,nB，T，P） （C9.1）
组分A、B的偏摩尔体积定义为

BnPTAAnVV,,)( A
nPTBBnVV,,
)(
（C9.2）
在恒定温度和压力下
BnPTBAnPTAdnnVdnnVdVAB,,,,
)()(
（C9.3）
dV=VAdnA + VBdnB （C9.4）
体系总体积由式（C9.4）积分而得
V = nAVA＋nBVB （C9.5）
在恒温恒压条件下对式（C9.5）微分
dV=nAdVA＋VAdnA十nBdVB＋VBdnB
吉布斯-杜亥姆（Gibbs-Duhem）方程
nAdVA＋nBdVB =0 （C9.6）
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
2

B
AA
BnVnVV,

（C9.7）

V= nAVA*＋nBV

,B

（C9.8）

bB为B的质量摩尔浓度（bB =nB/(nAMA)；V
φ,B
为B的表观摩尔体积；ρ、ρ
A

*

为溶液及纯溶剂A的密度；MA、MB为A、B二组分的摩尔质量。可得






BABA
BMbV,

（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

,B
随Bb变化呈线性关系：

A
nPTBBBAAAbVbMVV,,
,
2
3
)(2


（C9.14）

A
nPTBBBBBbVbVV,,,,
)(2


（C9.15）

配制不同浓度的NaCl溶液，测定纯溶剂和溶液的密度，求不同bB时的
V,B，作V,B～Bb图，可得一直线，从直线求得斜率AnPTBBbV,,,)(。由式

（C9.14）、（C9.15）计算VA、VB 。
三．仪器与试剂
分析天平、恒温槽、烘干器、比重瓶、磨口塞锥形瓶（50mL）、烧杯、洗耳
球、量筒50mL、药勺、滤纸、NaCl（A.R.）、无水乙醇（A.R.）。

四．实验步骤
1. 调节恒温槽至设定温度25℃。
2. 配制不同组成的NaCl水溶液：用称量法配制质量百分比约为：1％、4％、
8％、12％和16%的NaCl水溶液。
3

3. 了解用比重瓶测液体密度的方法，用无水乙醇洗净比重瓶，再用洗耳球吹
干，在分析天平上称量空比重瓶（注意带盖）。

4. 将密度瓶装满去离子水，放入恒温槽内恒温10min，擦干比重瓶外部，在
分析天平上再称量，重复本步骤一次。

5. 将已进行步骤4操作的比重瓶用待装溶液涮洗3次，再装满NaCl水溶液，
放入恒温槽内恒温10min，擦干比重管外部，在分析天平上称量，重复本
步骤操作一次。

6. 用上述步骤5的方法对其它浓度NaCl溶液进行操作。
五．实验数据处理分析
溶液序号 1 2 3 4 5
溶液质量分数 0.01017 0.04010 0.07961 0.12203 0.16090
室温/K 290.5
恒温槽温度/K 297
水的密度/g*cm-3 0.9973
NaCl摩尔质量
/g*mol-1
58.44

水的摩尔质量
/g*mol-1
18.02

NaCl质量/g 0.4136 1.6626 3.4635 5.4399 7.6213
水的质量/g 40.2433 39.7940 40.0414 39.1379 39.7454
NaCl+水质量/g 40.6569 41.4566 43.5049 44.5778 47.3667
密度瓶质量/g 10.9543 10.7874 10.2466 12.6915 8.3902
密度瓶+水质量/g 20.7303 21.1902 20.6796 23.1545 18.5175
密度瓶+溶液质量/g 20.8018 21.4905 21.2668 24.0626 19.6953
4

溶液密度/g*cm-3 1.00459 1.02609 1.05343 1.08386 1.11329
溶液质量摩尔浓度
/mol*g-1
0.00018 0.00071 0.00148 0.00238 0.00328

B
b
0.01326 0.02674 0.03847 0.04877 0.05728
NaCl表观摩尔体积
/cm3*mol-1
17.2004 19.2468 22.5009 24.9298 26.7607

直线斜率 224.37
校正后NaCl表观摩
尔体积/cm3*mol-1
16.8102 19.8347 22.4666 24.7776 26.6869

水的偏摩尔体积
/cm3*mol-1
40.3475 39.8630 40.0346 39.0093 39.4730

NaCl的偏摩尔体积
/cm3*mol-1
18.6881 22.2464 26.8169 30.4009 33.1868

六．结果讨论及误差分析
5

1.结果讨论
从实验数据中得知氯化钠的浓度越低，它的偏摩尔体积就越小。从公式

,,,,AAVBVBBBTpnTpn
VVnnn






也可以看出氯化钠的偏摩尔体积受自身浓度的影响较大。而水的偏摩尔体积基
本不变，为

*2
,,1AVAAABABTpn
VnVnnn









实验得出的结果也与此基本相符。

2.误差分析
1) 密度瓶中有气泡。
2) 倒入溶液前未完全吹干密度瓶。
3) 用卫生纸擦密度瓶外壁时吸去了部分溶液。
七．思考题
1.偏摩尔体积能小于零吗?
答：可以，当某个物质,在等温等压等特定条件下，往其溶液再加1mol该物
质，如果体积变小就是负的偏摩尔体积。实际上总有些物质会在某些时候，比
如温度特别低，气压特别大的时候，做这个实验,溶液体积会变小。那么在这个
温度、气压下，该物质的偏摩尔体积就是负的了。

2.在偏摩尔体积测定实验操作中如何减小称量误差？
答：在使用密度瓶称量水的过程中要求管中没有气泡。倒入溶液前完全吹干密
度瓶。称量前要用卫生纸擦干净外壁的水。

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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分析

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。

物化实验——溶液偏摩尔体积的测定

物化实验——溶液偏摩尔体积的测定

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。

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,,,()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 VW 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。

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。

2.药品95％乙醇(分析纯)，纯水。

四、实验步骤1.调节恒温槽温度为±℃。

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。

实验二--溶液偏摩尔体积的测定实验报告-思考题-绘

实验二--溶液偏摩尔体积的测定实验报告-思考题-绘

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=+ (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。

实验四-溶液偏摩尔体积的测定

实验四-溶液偏摩尔体积的测定


lnK p
T
V RT
你知道 么？
溶液偏摩尔体积
乙醇与汽油相溶后会导 致体积下降
一.目的要求
1
理解偏摩尔量 的物理意义
2
比重瓶测定溶液 密度的方法
测定指定组成的乙
3 醇-水溶液中各组 分的偏摩尔体积
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
二组分
Z B,m
定义 溶液偏摩尔体积
偏摩尔体积就是一定量溶质溶在 一摩尔溶液中所应起的体积变化， 它是溶液浓度函数
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
重要性 溶液偏摩尔体积
热力学中的一个重要基本概念
重要基础数据（化学、 化工、 医药）
你知道 需要计算所配溶液中 么？ 乙醇的准确质量分数
0％ 20％ 40％ 60％ 80％
100％
四.实验步骤
3 .比重瓶体积的测定
用电子天平精确称量洁净、干燥的比重瓶
四.实验步骤
3 .比重瓶体积的测定
然后用电子天平精确称量盛满蒸馏水的比重瓶重量
四.实验步骤
3 .比重瓶体积的测定
然后用电子天平精确称量盛满蒸馏水的比重瓶重量
下列说法正确的是：
A 拿比重瓶时应手持其颈部
比重瓶加满溶液后，瓶内及塞子上的毛
B
细管可以有气泡
C
比重瓶加满溶液后，瓶内及塞子上的毛细管要 不能有气泡产生
称量前必须用滤纸把比重瓶的外表面擦
D
干净
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多选题 50分
为提高溶液密度测量精度，可作哪些改进？
A 准确称量以计算溶液的质量分数 多次测量同一组成溶液的质量，结果取