乙醇 水溶液偏摩尔体积的测定.docx
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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
、实验目的
1、掌握用比重瓶测定溶液密度的方法。
2、加深理解偏摩尔量的物理意义。
3、测定乙醇一水溶液中各组分的偏摩尔体积。
、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）
Vi,m
若是二组分体系，则有
体系总体积
VtotalniVi,mn2V2,m（4）
将（4）式两边同除以溶液质量W
VWVi,mW2V2,m（5）
WMiWM2W
式中a是溶液的比容；a1,a2分别为组分1、2的偏质量体积。
将（6）式代入（5）式可得:
a=W1%a1+W2%a2=（1-W2%）a1+W2%a2⑺
将⑺式对W2%微分:
（8）
W2%
W%
W1%
图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a,作a—W2%关系图，得曲线CC'（见图1）。
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AE和A'E'即为a1和a2,再
由关系式（6）就可求出V1,m和V2,m。
三、仪器与试剂
仪器：
分析天平（公用）；比重瓶（5mL）2个；工业天平（公用）；磨口三角瓶（50mL）4个。
试剂：
无水乙醇（95%）;纯水。
四、实验步骤
1、以95新水乙醇（E）及纯水（A）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15g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。
2、同法测定每份乙醇一水溶液的密度。
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。
五、数据记录与处理
1.根据25C时水的密度和称重结果，求出比重瓶的容积
表1比重瓶容积的测定
温度25°C纯水密度p=0.99708g/ml
比重瓶
空比重瓶
水与比重瓶
比重瓶的
编号
质量/g
总质量/g
容积/ml
1
10.4949
15.507
5.0268
2
9.4262
14.6478
5.2369
2.根据所测不同组成溶液的质量数据，用下述公式计算所配溶液的密度，并计算实验条件下各溶液的比容。
表2不同组成溶液的密度和比容的测定
20%
15.3450
4.8501
0.9649
1.0364
40%
15.1685
4.6736
0.9297
1.0756
60%
14.9142
4.4193
0.8792
1.1375
80%
14.6907
4.1958
0.8347
1.1980
100%
14.4511
3.9562
0.7870
1.2706
3.以比容为纵轴、乙醇的质量百分浓度为横轴作曲线，如图2
所示。
4.用计算机对图2的曲线进行二项式拟合，求得f（Wj二项
式函数，并求得切线方程。
图2乙醇的水溶液比容一质量百分比浓度关系
附运行记录：
PolynomialRegressionforDATA1_B:
Y=A+B1*X+B2*XA2
ParameterValueError
B10.1440.01436
B20.125310.01378
R-Square（COD）SDN
P
0.999340.003376
<0.0001
拟合结果为：
y0.12531X20.144X1.00222
即f（W2）0.12531W220.144W21.00222
因此切线方程的斜率为y0.25062X0.144（用于求1和2）
切线方程为yy0y（xx0）
5.根据f（W2）二项式函数和公式，分别计算不同组成乙醇溶
液的和，然后计算20%40%60%80%勺溶液中各组分的偏摩尔
12
体积及100g该溶液的总体积，列出表3。
表3乙醇、水的偏质量体积、偏摩尔体积
乙醇的质量分数
1
2
水的偏摩尔体
积/ml
乙醇的偏摩尔体积/ml
100g该
溶液的总体积/
ml
0%
1.0029
——
——
——
——
——
20%
1.0364
0.9976
1.1917
17.96
54.82
103.6
40%
1.0756
0.9779
1.2221
17.60
56.22
107.6
60%
1.1375
0.9608
1.2552
17.30
57.74
113.7
80%
1.1980
0.9224
1.2669
16.60
58.28
119.8
100%
1.2706
——
——
——
——
——
六、注意事项
1.实际仅需配制四份溶液，可用移液管加液，但乙醇含量根据称
重算得
2.为减少挥发误差，动作要敏捷。
每份溶液用两比重瓶进行平行测定或每份样品重复测定二次，结果取其平均值。
3.拿比重瓶应手持其颈部。
七、思考题
1.使用比重瓶应注意哪些事项？
（1）比重瓶使用前应预洗干净烘干；
（2）装待测液时应注意瓶内无气泡；
（3）装完待测液后应用纸擦干瓶外壁的水和毛细管膨胀出来的液体。
2.如何使用比重瓶测量粒状固体的密度？
（1）将比重瓶洗净干燥，称量空瓶重w0；
（2）注入已知密度p1（tC）的液体（注意该液体应不溶解待测固体，但能够浸润它）；
（3）将比重瓶置于恒温槽中恒温10min,用滤纸吸去塞E毛细管口溢出的液体。
取出比重瓶擦干外壁，称重为W1;
（4）倒去液体将瓶吹干,装入一定量研细的待测固体（装入量视瓶大小而定）,称重为w2；
（5）先向瓶中注入部分已知密度为p（tC）的液体，将瓶敞口放入真空干燥器内，用真空泵抽气约10min,将吸附在固体表面的空气全部除去。
然后向瓶中注满液体，塞上塞E。
同步（3）恒温10min后称重为W3。
（6）计算待测固体的密度pS（tC）。
3.为提高溶液密度测量的精度，可作哪些改进？
（1）可多配置多一些质量分数的溶液；
（2）比重瓶称量前后都放在恒温水浴中10min；
（3）配置乙醇溶液的质量分数要精确。
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