乙醇水溶液偏摩爾體積的測(cè)定

1、乙醇-水溶液偏摩爾體積的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握用比重瓶測(cè)定溶液密度的方法。 2、加深理解偏摩爾量的物理意義 。 3、測(cè)定乙醇水溶液中各組分的偏摩爾體積。二、實(shí)驗(yàn)原理在多組分體系中，某組分i的偏摩爾體積定義為 (1) 若是二組分體系，則有 (2) (3) 體系總體積 (4) 將(4)式兩邊同除以溶液質(zhì)量 (5) 令 (6) 式中是溶液的比容;1，2分別為組分1、2的偏質(zhì)量體積。將(6)式代入(5)式可得: 1%1+2%2=(1-2%)1+2%2 (7) 將(7)式對(duì)2%微分: (8) 將(8)代回(7)，整理得 (9) 和 (10) 圖1 比容-質(zhì)量百分比濃度關(guān)系所以，實(shí)驗(yàn)求出不同濃度溶液的

2、比容，作2%關(guān)系圖，得曲線(見(jiàn)圖1)。欲求濃度溶液中各組分的偏摩爾體積，可在點(diǎn)作切線，此切線在兩邊的截距和即為1和2，再由關(guān)系式(6)就可求出1,m和2,m。三、儀器與試劑儀器：分析天平(公用)；比重瓶(5mL)2個(gè)； 工業(yè)天平(公用)；磨口三角瓶(50mL)4個(gè)。試劑：無(wú)水乙醇(95%)；純水。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、以95%無(wú)水乙醇(E)及純水(A)為原液，在磨口三角瓶中用工業(yè)天平稱(chēng)重，配制含質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0，20，40，60，80，100的乙醇水溶液，每份溶液的總體積控制在15g左右。配好后蓋緊塞子，以防揮發(fā)。搖勻后測(cè)定每份溶液的密度，其方法如下: 用分析天平精確稱(chēng)量二個(gè)預(yù)先洗凈烘干的比重瓶，然后

3、盛滿(mǎn)純水(注意不得存留氣泡)置于恒溫槽中恒溫10min。用濾紙迅速擦去毛細(xì)管膨脹出來(lái)的水。取出比重瓶，擦干外壁，迅速稱(chēng)重。 2、同法測(cè)定每份乙醇水溶液的密度。恒溫過(guò)程應(yīng)密切注意毛細(xì)管出口液面，如因揮發(fā)液滴消失，可滴加少許被測(cè)溶液以防揮發(fā)之誤。五、數(shù)據(jù)記錄與處理 1.根據(jù)25時(shí)水的密度和稱(chēng)重結(jié)果，求出比重瓶的容積 表1 比重瓶容積的測(cè)定溫度25 純水密度 =0.99708g/ml 比重瓶編號(hào)空比重瓶質(zhì)量/g水與比重瓶總質(zhì)量/g比重瓶的容積/ml110.494915.5075.026829.426214.64785.2369 2.根據(jù)所測(cè)不同組成溶液的質(zhì)量數(shù)據(jù)，用下述公式計(jì)算所配溶液的密度，并計(jì)算

4、實(shí)驗(yàn)條件下各溶液的比容。 表2 不同組成溶液的密度和比容的測(cè)定乙醇的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)溶液和比重瓶總質(zhì)量/g溶液的質(zhì)量/g密度g/ml比容ml/g0%15.5070 5.0121 0.9971 1.0029 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.以比容為縱軸、乙醇的質(zhì)量百分濃度為橫軸作曲線，如圖2所示。 4.用計(jì)算機(jī)對(duì)

5、圖2的曲線進(jìn)行二項(xiàng)式擬合，求得二項(xiàng)式函數(shù)，并求得切線方程。 圖2 乙醇的水溶液比容質(zhì)量百分比濃度關(guān)系附運(yùn)行記錄：Polynomial Regression for DATA1_B:Y = A + B1*X + B2*X2ParameterValueError-A1.002220.00305B10.1440.01436B20.125310.01378-R-Square(COD)SDNP-0.999340.0033760.0001-擬合結(jié)果為：即因此切線方程的斜率為（用于求和）切線方程為5.根據(jù)二項(xiàng)式函數(shù)和公式，分別計(jì)算不同組成乙醇溶液的和，然后計(jì)算20%、40%、60%、80%的溶液中各組分的偏

6、摩爾體積及100g該溶液的總體積，列出表3。表3 乙醇、水的偏質(zhì)量體積、偏摩爾體積乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)水的偏摩爾體積/ml乙醇的偏摩爾體積/ml100g該溶液的總體積/ ml0%1.0029 20%1.0364 0.9976 1.191717.96 54.82103.640%1.0756 0.9779 1.222117.60 56.22107.660%1.1375 0.9608 1.255217.30 57.74113.780%1.1980 0.9224 1.266916.60 58.28119.8100%1.2706 六、注意事項(xiàng)1.實(shí)際僅需配制四份溶液，可用移液管加液，但乙醇含量根據(jù)稱(chēng)重算得。

7、2.為減少揮發(fā)誤差，動(dòng)作要敏捷。每份溶液用兩比重瓶進(jìn)行平行測(cè)定或每份樣品重復(fù)測(cè)定二次，結(jié)果取其平均值。 3.拿比重瓶應(yīng)手持其頸部。七、思考題1.使用比重瓶應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？(1)比重瓶使用前應(yīng)預(yù)洗干凈烘干；(2)裝待測(cè)液時(shí)應(yīng)注意瓶?jī)?nèi)無(wú)氣泡；(3)裝完待測(cè)液后應(yīng)用紙擦干瓶外壁的水和毛細(xì)管膨脹出來(lái)的液體。2.如何使用比重瓶測(cè)量粒狀固體的密度？(1)將比重瓶洗凈干燥，稱(chēng)量空瓶重0；(2)注入已知密度1(t)的液體（注意該液體應(yīng)不溶解待測(cè)固體，但能夠浸潤(rùn)它）；(3)將比重瓶置于恒溫槽中恒溫10min，用濾紙吸去塞毛細(xì)管口溢出的液體。取出比重瓶擦干外壁，稱(chēng)重為1；(4)倒去液體將瓶吹干，裝入一定量研細(xì)的待測(cè)固體（裝入量視瓶大小而定），稱(chēng)重為2；(5)先向瓶中注入部分已知密度為(t)的液體，將瓶敞口放入真空干燥器內(nèi)，用真空泵抽氣約10min，將吸附在固體表面的空氣全部除去。然后向瓶中注滿(mǎn)液體，塞上塞。同步