乙醇-水溶液偏摩尔体积的测定教学总结
溶液偏摩尔体积的测定实验报告
溶液偏摩尔体积的测定实验报告
实验目的：
测定溶液的偏摩尔体积。
实验原理：
溶液的偏摩尔体积是指在一个特定温度下，溶质在溶液中单位摩尔体积的变化量。
偏摩尔体积可以通过对溶液稀释的实验来测定，根据实验数据可以绘制出摩尔体积随溶液浓度变化的曲线。
实验步骤：
1. 准备一定浓度的溶液A，并称取一定体积的溶液A。
2. 先称取一定体积的纯溶剂B，随后将溶液A定量加入纯溶剂B中，制备一系列不同浓度的溶液。
3. 分别测量不同浓度的溶液的摩尔体积，记录浓度和对应的摩尔体积数据。
4. 根据实验数据绘制摩尔体积随浓度变化的曲线。
实验数据：
溶液浓度 / mol/L 摩尔体积 / mL
0.1 50
0.2 48
0.3 45
0.4 42
0.5 40
实验结果：
根据实验数据绘制的摩尔体积随浓度变化的曲线如下：
实验讨论：
根据曲线可以看出，随着溶液浓度的增加，摩尔体积逐渐减小，这说明溶质在溶液中占据的体积随着浓度的增加而减小。
这可能是由于溶质分子在溶液中的相互作用力导致的。
结论：
本实验测定了溶液的偏摩尔体积，实验结果显示溶质在溶液中占据的体积随着溶液浓度的增加而减小。
乙醇水溶液偏摩尔体积
乙醇水溶液偏摩尔体积
乙醇是一种常见的有机化合物，也是一种重要的工业原料。
乙醇在水中易溶解，形成
乙醇水溶液。
在乙醇水溶液中，乙醇分子与水分子会发生相互作用，这种相互作用会影响
溶液的性质。
乙醇水溶液的偏摩尔体积是其中一个与溶液性质相关的物理量。
偏摩尔体积是指单位摩尔物质在溶液中所占的体积，通常用 $\Delta V_{mix}$ 表示。
乙醇和水在形成乙醇水溶液时，分子间会发生相互作用，导致乙醇分子的体积变小，水分
子的体积变大，因此乙醇水溶液的偏摩尔体积与纯乙醇和纯水不同。
乙醇水溶液的偏摩尔体积可以通过实验或计算得到。
实验方法通常是在一定温度下测
量不同浓度的乙醇水溶液的密度，然后计算出偏摩尔体积。
计算方法可以利用混合物的物
态方程和偏摩尔体积的定义，通过解方程组得到。
在计算乙醇水溶液的偏摩尔体积时，需要考虑混合物的物态和溶质的相对浓度。
对于
低浓度的乙醇水溶液，偏摩尔体积随浓度的变化较小，但是随着浓度的增加，偏摩尔体积
会发生明显的变化。
当乙醇浓度超过40%时，偏摩尔体积开始呈现正值。
除了相对浓度，温度也是影响乙醇水溶液偏摩尔体积的重要因素。
通常情况下，温度
升高会使偏摩尔体积减小。
因此，在计算偏摩尔体积时需要考虑温度的影响。
乙醇水溶液的偏摩尔体积对于研究溶液的性质以及乙醇在化学反应中的作用具有重要
的意义。
比如，在测量乙醇水溶液的粘度和表面张力时，就需要考虑偏摩尔体积的影响。
此外，在研究酶催化反应等化学反应中，乙醇水溶液的偏摩尔体积也是一个重要的参量。
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,,,()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 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∂=-∂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。
偏摩尔体积的测定
实验数 据处理
乙醇% 瓶号 W0(空瓶) VH2O(mL) W1=W0+WH2O △W1=W1-WO V乙醇(mL) W2=W1+W乙醇 △W2=W1-W1 ρ G2 V1,m V2,m
10 25 40 55 70 85 123 4 5 6 18 15 12 9 6 3
2.6 6.3 10.2 14 17.8 21.7
6. 根据所称质量换算出最后真正乙醇溶液的质量分数
7. 准确称出干燥恒重空气比重管的重量（m1）
8. 用分析天平精确称量洗净烘干的比重管，盛满纯水后置于恒温槽（应比室温至 少高5℃）中恒温15min。用滤纸擦去毛细管膨胀出来的水。取出比重管，擦干外 壁，再称重 (m2)。重复测定二次，结果取其平均值。同法测定已配好的5个溶液 的质量(m3) 。
设溶液的比容为V比，则溶液的总体积V 可写为 根据偏摩尔体积定义，用(2)与(3)式可得：
做实验得到各种不同浓度溶液的比容， 可得图所示曲线，则：
同理：
测得不同浓度乙醇溶液的比容V比，作 W 乙醇与V比比容的曲线，即可按上式求出 各种浓度下的偏摩尔体积。
三 仪器与药品 分析天平，恒温槽，100mL 磨口锥形瓶，10mL 比重瓶，10mL 量筒。 乙醇和蒸 馏水若干。
1
VH2O,m =17.60 VC2H5OH,m =54.786
7.用下式求不同浓度乙醇溶液的比容V比
V=
1 ρ
8. 作 W乙醇与V比比容的曲线，即可按下式求出各种浓度下的偏摩尔体积。
五、注意事项
1. 使用比重瓶应注意称量前一定要把比重瓶外的液体擦干。称重操作要迅速， 且用手指抓住瓶颈处，不要抓瓶体，以免使温升过高，液体外溢。
2. 恒温槽的温度应比室温略高些，槽内的水面不要没过比重瓶的磨口处，比重 瓶每次要用待测液润洗两次。
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一、实验原理溶液是由溶质和溶剂组成的。
在常温常压下，溶液中的溶剂不发生体积变化，而溶质所占的体积减小。
因此，溶液的体积总是小于溶剂和溶质的体积之和。
溶液的偏摩尔体积是指单位摩尔溶质所占的体积与对应的溶剂的体积之差，即：$$\Delta V_i = \frac{V_i^{solvent} - V_{i}^{solution}}{n_i}$$其中，$V_i^{solvent}$ 表示纯溶剂 i 的摩尔体积，$V_{i}^{solution}$ 表示浓度为 c 的 i 的溶液的摩尔体积，$n_i$ 表示摩尔浓度。
$\Delta V_i$ 的正负号表示溶质在溶剂中的体积效应。
若摩尔体积可用密度来计算，即：$$V_i = \frac{m_i}{\rho_i}$$其中，$m_i$ 是摩尔物质量，$\rho_i$ 表示物质的密度。
为了消除在密度方面的误差，可以通过比较相同浓度的溶液与纯溶剂的密度差来计算偏摩尔体积：$$\Delta \hat{V_i} = \hat{V_i} - V_i^{solvent} = \frac{\rho_{solution} -\rho_{solvent}}{\rho_{solvent}} \cdot V_i^{solvent} = \frac{\Delta\rho}{\rho_{solvent}} \cdot V_i^{solvent}$$其中，$\Delta \rho$ 表示溶液与溶剂的密度差，$\rho_{solvent}$ 表示溶剂的密度，$\hat{V_i}$ 表示偏摩尔体积。
二、实验步骤1. 实验原料：乙醇与双级蒸馏水。
比重杯、量筒、计时器。
密度计。
1. 用比重杯取一定质量的乙醇，称重并记录质量。
2. 将乙醇倒入量筒中，测量其体积并记录。
5. 将上述测量的数据代入公式中，计算乙醇水溶液的偏摩尔体积。
三、实验注意事项1. 比重杯的表面必须保持干燥，以避免附着水珠的干扰。
偏摩尔体积的测定
实验七 偏摩尔体积的测定一 实验目的用截距法测定乙醇和水溶液的偏摩尔体积。
通过实验进一步了解多组分体系中偏摩尔物理量的概念及物理意义。
二 实验原理一般来说，一个均匀的多组分体系中，体系的某种容量性质不等于各个纯组分单独存在时的容量性质之和。
因此在讨论两种或两种以上物质所组成的均相体系时，必须引用新的概念来代替研究纯物质时所用的摩尔量的概念。
定义： Cnp T B m B n Z Z ,,,⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂= 式中Z B,m 称作物质Z 的偏摩尔量。
它的物理意义是，在等温等压下，在大量的体系中加入一摩尔B 物质所引起的体系容量性质Z 的体系。
如水A 和乙醇组成的溶液中：B n p T A m A n V V ,,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= An p T B m B n VV ,,,⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂= 溶液的总体积： m B B m A A V n V n V ,,+= (1)在解决实际问题时，常需要知道偏摩尔体积的数据。
下面简述截距法测定偏摩尔体积的原理。
如讨论的溶液是由A 和B 组成，A 和B 的质量百分数分别为：A W =W A %=BA A W W W +=BB A A A A M n M n M n +…………………………（2） 设溶液的比容为V 比，则溶液的总体积V 可写为比V W W V B A )(+==(n A M A +n B M B )V 比……（3） 根据偏摩尔体积定义，用(2)与(3)式可得：=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=Bn p T A m A n V V ,,,nBA BP T B B B A A A n W W V M n M n V M ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎪⎭⎫⎝⎛∂∂++,)(比比=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂++2,)()(B B A A A B B P T B B B A A A M n M n M M n W V M n M n V M 比比 =B P T B A A W W V M V M ,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-比比 =M A ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-B P T B W W V V .,比比同理，⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=A P T A B mB W W V V M V .,,比比 (4)做实验得到各种不同浓度溶液的比容，可得图所示曲线，则：AN M NR AR M OR OR NR AR M W W V V M V A A A B P T B A m A ⋅=-=⋅-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=][][.,,比比 (5)同理： V B,m =M B .BP (6)测得不同浓度乙醇溶液的比容V 比，作乙醇W 与V 比比容的曲线，即可按上式求出各种浓度下的偏摩尔体积。
偏摩尔体积的测定实验报告
一、实验目的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、实验原理在多组分体系中，某组分i的偏摩尔体积定义为在等温等压下，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。
对于二组分体系，溶液中有组分1、组分2两种组分。
偏摩尔体积的测定基本原理维持等温等压并保持溶液中组分2的物质的量n2不变，测定溶液体积V关于组分1的物质的量n1的实验曲线，从实验曲线的斜率中可计算出组分1的偏摩尔体积V1，m。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：分析天平、比重瓶、磨口三角瓶、恒温槽、温度计、滴定管、量筒、移液管、滴定管夹、滴定管架、洗瓶等。
2. 试剂：无水乙醇（95%）、纯水、标准液（蒸馏水或去离子水）。
四、实验步骤1. 配制不同浓度的乙醇-水溶液。
以95%无水乙醇为原液，在磨口三角瓶中用工业天平称重，配制含质量百分数为1%、2%、3%、4%、5%的乙醇-水溶液。
2. 用分析天平称取比重瓶的质量m0。
3. 用移液管将配制好的不同浓度的乙醇-水溶液分别移入比重瓶中，确保溶液体积与比重瓶标示体积相同。
4. 用洗瓶将比重瓶冲洗干净，然后用分析天平称取比重瓶和溶液的总质量m1。
5. 将比重瓶放入恒温槽中，待溶液温度稳定后，用分析天平称取比重瓶和溶液的总质量m2。
6. 重复步骤4和5，直至连续两次称量结果之差小于0.1mg。
7. 计算不同浓度乙醇-水溶液的密度ρ，公式如下：ρ = (m1 - m0) / (m2 - m0)8. 将不同浓度乙醇-水溶液的密度ρ与其质量百分比浓度w1绘制成曲线。
9. 在曲线上找到各浓度溶液的切线，计算切线斜率k。
10. 根据公式V1，m = k 1000，计算各组分的偏摩尔体积V1，m。
五、实验结果与分析1. 通过实验，成功配制了不同浓度的乙醇-水溶液，并测定了其密度。
乙醇-水溶液偏摩尔体积的测定
物理化学实验报告姓名：戴超华学号：14101700599序号：16任课老师：张建策系别：化工学院班级：10级化学班同组者：第4组乙醇-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。
3.加深理解偏摩尔量的物理意义二、实验原理在多组分体系中，某组分i的偏摩尔体积定义为(1)若是二组分体系，则有(2)(3)体系总体积Ｖ＝ｎ1Ｖ1，m+ｎ2Ｖ2。
m (4)将(4)式两边同除以溶液质量Ｗ(5)令 (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%α 2 (7) 将(7)式对Ｗ2%微分:(8)将(8)代回(7)，整理得(9)和 (10)图Ⅲ-12-1 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α，作α—Ｗ2%关系图，得曲线ＣＣ′(见图Ⅲ-12-1)。
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。
三.仪器与药品1.仪器分析天平(公用); 比重瓶(10mL)1个; 工业天平(公用); 磨口三角瓶(50mL)4个。
2.药品无水乙醇(分析纯)，纯水。
四.实验步骤以无水乙醇(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。
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。
同法测定每份乙醇—水溶液的密度。
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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
V
n
1
r, p, n 2
体系总体积
n i V 1,m
n 2V 2,m
将(4)式两边同除以溶液质量W
V W V i,m W 2 V 2,m W
M i W
M 2 W 令 V
V i,m V 2,m , 1 , W
W
W
式中a 是溶液的比容；a 1,a 2分别为组分1、2的偏质量体积。
在多组分体系中, 某组分i 的偏摩尔体积定义为
V i,m
V □
r,p,ri j
(1)
若是二组分体系, 则有
V 2,m
V □2 r’pm
(5)
将(6)式代入(5)式可得：
a=W 1%a 1+W2%a 2=(1- W2%)a 1+W2%a 2 ⑺
将⑺式对W 2%微分：
(8)
1 2
W2%
将(8)代回⑺，整理得
(9)
1 W2%
W1%
和(10)
2 W1%
W2%
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—W 2涨系图，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a 1和a 2,再由关系式(6)就可求出V 1,m和V 2,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%无水乙醇（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
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
乙醇的质量溶液和比重—溶液的质量密度p 比容
分数瓶总质量/g /g g/ml ml/g
0%15.5070 5.01210.9971 1.0029
20%15.3450 4.85010.9649 1.0364
40%15.1685 4.67360.9297 1.0756
60%14.9142 4.41930.8792 1.1375
80%14.6907 4.19580.8347 1.1980
100%14.4511 3.95620.7870 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：
Poly nomial Regression for DATA1_B:
Y = A + B1*X + B2*X A2
Parameter Value Error
A 1.00222 0.00305
B1 0.144 0.01436
B2 0.12531 0.01378
拟合结果为：y 0.12531x2 0.144x 1.00222
即 f (W2)0.12531W220.144W2 1.00222
因此切线方程的斜率为y 0.25062x 0.144 (用于求1和2)
切线方程为y y°y (x x°)
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1和2,然后计算20% 40% 60% 80%勺溶液中各组分的偏摩尔体积及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12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% 1.03640.9976 1.191717.9654.82103.6
40% 1.07560.9779 1.222117.6056.22107.6 60% 1.13750.9608 1.255217.3057.74113.7 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W 0;
(2)注入已知密度p 1(t °C)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W 1;
(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W 2;
(5)先向瓶中注入部分已知密度为p (t C)的液体，将瓶敞口放入真空干燥器内，用真空泵抽气约10mi n,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W 3。
(6)计算待测固体的密度p S(t C)。
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。