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实验二 溶液偏摩尔体积的测定实验报告 思考题 绘图实验二 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 VVi,m= (1) niT,p,nj(ij)若是二组分体系,则有 VV1,m= (2) n1T,p,n2VV2,m= (3) n2T,p,n1体系总体积 11,m+22。m (4) 将(4)式两边同除以溶液质量 VW1V1,mW2V2,m=+ (5) WM1WM2WV1,mV2,mV=a,=a,=a2 (6) 令 1WWW式中是溶液的比容;1,2分别为组分1、2的偏质量体积。将(6)式代入(5)式可得: 1%1+2%2=(1-2%)1+2%2 (7) 将(7)式对2%微分: aa=-a1+a2,即a2=a1+ (8) W2%W2%将(8)代回(7),整理得 aa1=a-W2% (9) W1%a和 a2=a+W1% (10) W2%所以,实验求出不同浓度溶液的比容,作2%关系图,得曲线(见图15.1)。如欲求浓度溶液C a C B A M A B W2% 图15.1 比容-质量百分比浓度关系 中各组分的偏摩尔体积,可在点作切线,此切线在两边的截距和即为1和2,再由关系式(6)就可求出1,m和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个。 2.药品 95乙醇(分析纯),纯水。 五、实验步骤 调节恒温槽温度为(25.00.1)。 以95乙醇()及纯水()为原液,在磨口锥形瓶瓶中用分析天平称重,配制含体积百分数为0,20,40,60,80,100的乙醇水溶液,每份溶液的总体积为20ml。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一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),用滤纸迅速擦去毛细管膨胀出来的水。擦干外壁,迅速称重。 同法测定每份乙醇水溶液的密度。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。 六、注意事项 1. 比重瓶法可用于测定液体的密度。用比重瓶测液体的密度时,先将比重瓶洗净干燥,称空瓶重,再注满液体。在瓶塞塞好并恒温后再称重,先用蒸馏水标定体积,在注入待测液称重后根据公式计算待测液的密度。 2. 做好本实验的关键是取乙醇时,要减少挥发误差,动作要敏捷,每份溶液用两个比重瓶进行平行测定,结果取其平均值;拿比重瓶应手持其颈部。 3. 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。 4. 实验过程中毛细管里始终要充满液体,注意不得存留气泡。 5. 当使用比重瓶测量粒状固体物的密度时,应按测固体密度的步骤进行测定。 七、数据处理 1.根据16时水的密度和称重结果,求出比重瓶的容积。 比重瓶质量=11.1834g 比重瓶+水 质量 水的质量=21.8589g =10.6755 g 水的密度 0.9989Kg.m(-3) 比重瓶的体积V=10.68726ml 2.根据所得数据,计算所配溶液中乙醇的准确质量百分比。 WA%=mAmA+mB式中,mA是乙醇的质量,mB是水的质量 乙醇体积分数 空锥形瓶质量作曲线的切线。 由图可得出乙醇的质量分数为30%时, 水=0.990ml/g, 乙醇=1.180ml/g V水=MH2OaHO=180.990=17.82ml 2V乙醇=MC2H5OHaC2H5OH=461.180=54.28ml 100g该溶液的总体积V=M*=105ml。 八 思考题 1、使用比重瓶应注意哪些问题? 答:要避免用手直接拿瓶操作; 比重瓶加满溶液后,塞子上的毛细管要充满溶液不能有气泡产生; 称量前必须用滤纸把比重瓶的外表面擦干净,然后再放到天平上称量; 称量前后都要烘干。 2、如何使用比重瓶测量颗粒状固体物的密度? 答:将比重瓶洗净干燥,称量空瓶重m0。注入已知密度1的液体。将比重瓶置于恒温槽 中恒温10min,用滤纸吸去塞帽毛细管口溢出的液体。取出比重瓶擦干外壁,称重m1。倒去液体将瓶吹干,装入一定量的研细的待测固体,称重m2。先向瓶中注入部分已知密度为的液体,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,塞上塞子。同步骤恒温10min后称重为m3。根据下述公式计算待测固体的密度s s=】 3、为提高溶液密度测量精度,可作哪些改进? 答:准确测量溶液的物质量浓度 多次测量同一组成溶液的质量,结果取其平均值 每次称量瓶都要烘干 实验应在恒温槽中进行 为减少挥发误差,动作要敏捷 九 实验总结 本实验要注意每测一组数据前,要进行润洗,还有烘干。测定要在电子天枰旁进行,以免挥发,影响准确度。要进行多组测量去平均值,以保证准确度。每一项由一个人操作,以免混淆,仪器必须配套,不可乱放乱盖。在数据处理及画图时要准确画出切线,不可盲目而定。
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