物化实验——溶液偏摩尔体积的测定
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。
物化实验偏摩尔体积测定
五、数据记录及处理室温：32℃气压：101.5KPa1.根据所测不同组成的质量数据，用下述公式计算所配溶液的密度。
2．计算实验条件下的比容。
3. 以比容为纵轴、乙醇的质量百分数为横轴作曲线。
4. 用计算机对上述曲线进行曲线拟合，a=f(W2)求得公式二项式函数。
5. 根据a=f(W2)二项式函数和公式（6）或公式（7）和（8），分别计算不同组成乙醇溶液的b1和b2，然后计算含乙醇10％，20％,30％％,40％,50％,60％,70％,80％,90％中组分的偏摩尔体积及100％g该溶液的总体积。
表2-1 不同组成的溶液的密度测定ω1 M1 M2 M瓶+m溶液M溶液ραω20 0 10.0009 14.2041 4.2237 0.7702 1.2983 1.00 0.10 1.0013 8.9987 14.3887 4.4087 0.8040 1.2439 0.90 0.20 2.0037 7.9972 14.4638 4.4834 0.8176 1.2231 0.80 0.30 3.0045 6.9967 14.6865 4.7061 0.8520 1.1655 0.70 0.40 4.0123 5,9900 14.7960 4.8156 0,8782 1.1387 0.60 0.50 5.0097 5.0423 14.8335 4.8351 0.8817 1.1295 0.50 0.60 6.0013 3.9963 14.9664 4.9860 0.9092 1.1000 0.40 0.70 7.0254 3.0092 15.0758 5.0954 0.9300 1.0762 0.30 0.80 8.0796 1.9987 15.2070 5.2266 0.9531 1.0492 0.200.90 9.0142 1.10129 15.3134 5.3330 0.9725 1.0283 0.10 1.00 10.0012 015.4641 5.4837 1.0000 1.0000图1 溶液的比容—质量百分数关系Y=1.0097+0.1713X+0.1098Xαω21β2βk 1.0000 0 1.0000 1.2056 0.1713 1.0283 0.10 1.0108 1.2500 0.1933 1.0492 0.20 1.0074 1.2656 0.2152 1.0762 0.30 1.0047 1.2893 0.2372 1.1000 0.40 0.9987 1.3096 0.2591 1.12950.500.99091.32820.28111.1387 0.60 0.9578 1.3215 0.30311.1655 0.70 0.9393 1.3557 0.32501.2231 0.80 0.9469 1.3663 0.34701.2439 0.90 0.9114 1.3540 0.36891.2983 1.00 0.9083 1.2983 0.3909六、注意事项1.实际需配制9份溶液，可用移液管加液，但乙醇含量根据称重算得。
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
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。
2021年实验二溶液偏摩尔体积的测定实验报告思考题绘图
试验二 溶液偏摩尔体积测定一、试验目偏摩尔量是溶液中一个关键参数, 有很多性质都与偏摩尔数量相关。
本试验是测定溶液偏摩尔体积。
1. 掌握用比重瓶测定溶液密度方法;2. 利用密度法测定指定组成乙醇—水溶液中各组分偏摩尔体积;3. 学会恒温槽使用。
4. 了解偏摩尔量物理意义。
二、 预习要求1.复习课堂讲授内容, 真正了解偏摩尔量物理意义。
2.了解摩尔体积—摩尔分数图与比容—质量百分数图之间关系。
三、 试验原理在多组分体系中, 某组分i 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是溶液比容; α1, α2分别为组分1、 2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, 试验求出不一样浓度溶液比容α, 作α—Ｗ2%关系图, 得曲线ＣＣ′(见图15.1)。
如欲求Ｍ浓度溶液中各组分偏摩尔体积, 可在Ｍ点作切线, 此切线在两边截距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。
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溶液偏摩尔体积的测定【⽬的要求】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. 理解偏摩尔量的物理意义。
【实验原理】略【仪器药品】恒温设备1套；电⼦天平1台；分析天平；⽐重瓶(5 mL或10mL，1只)；磨⼝三⾓瓶(50mL，4只)。
⽆⽔⼄醇(A.R.)，蒸馏⽔。
【实验步骤】1. 调节恒温槽温度为(25.0±0.1)℃。
2. 配制溶液以⽆⽔⼄醇及蒸馏⽔为原液，在磨⼝三⾓瓶中⽤电⼦天平称重，配制含⼄醇质量百分数为0％，20％，40％，60％，80％，100％的⼄醇⽔溶液，每份溶液的总重量控制在15g(10 mL⽐重瓶可配制25g)左右。
配好后盖紧塞⼦，以防挥发。
3. ⽐重瓶体积的标定⽤电⼦天平精确称量洁净、⼲燥的⽐重瓶，然后盛满蒸馏⽔置于恒温槽中恒温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。
平⾏测量两次。
4. 溶液⽐容的测定按上法测定每份⼄醇-⽔溶液的⽐容。
【数据处理】1. 根据25℃时⽔的密度和称重结果，求出⽐重瓶的容积。
2. 计算所配溶液中⼄醇的准确质量百分⽐。
3. 计算实验条件下各溶液的⽐容。
4. 以⽐容为纵轴、⼄醇的质量百分浓度为横轴作曲线，并在30％⼄醇处作切线与两侧纵轴相交，即可求得α1和α2。
5. 求算含⼄醇30％的溶液中各组分的偏摩尔体积及100g该溶液的总体积。
五、数据记录与处理室温：25℃压强：100.6Kpa1、根据25℃时⽔的密度和称重结果，求出⽐重瓶的容积。
⽐重瓶容积的测定记录表温度：25℃纯⽔密度：0.9707*103Kg/m32.根据所测不同组成溶液的质量数据，算出所配溶液的密度，并计算实验条件下各溶液的⽐容。
不同组成溶液的密度、⽐容测定记录表3、以⽐容为纵轴、⼄醇的质量百分浓度为横轴作曲线。
图1 溶液的⽐容—⼄醇质量分数关系图对曲线进⾏拟合，求的α=f（w2）⼆项式函数：α=f（w2）=2.46x-1.2x^2+1.0055．计算含⼄醇20%,40%,60%的溶液中各组分的偏摩尔体积及100克该溶液的总体积。
偏摩尔体积的测定
四．实验步骤：1.分别配置体积百分数为0%，20%，40%，60%，80%，100%的乙醇水溶液。
每份溶液的体积都控制在50ml左右。
2.将比重瓶洗净晾干，最好放在干燥橱干燥一会，然后放在电子天平上精确测量空的比重瓶质量。
3.用注射器向比重瓶内注入蒸馏水，然后再次放在电子天平上称重。
4.将3中的比重瓶的水倒去，然后用待测液清洗两到三次，在利用注射器向比重瓶依次注入待测的乙醇水溶液。
五．注意事项：1.注意比重瓶的毛细管部分非常脆弱，小心取放。
2.向比重瓶内注入溶液时不能有气泡。
3.称重时应用滤纸条包住比重瓶，不能直接用手取放比重瓶六．实验数据一号比重瓶：空瓶质量：12.0115g 注满水质量：21.8463g 容积：9.8637ml二号比重瓶：空瓶质量：9.3435g 注满水质量：19.6191g 容积：10.3058ml溶液配置（体积分数）：0%：50ml蒸馏水20%：10ml乙醇+40ml蒸馏水40%：20ml乙醇+30ml蒸馏水60%：30ml乙醇+20ml蒸馏水80%：40ml乙醇+10ml蒸馏水100%：50ml乙醇乙醇体积分数一号比重瓶二号比重瓶20% 21.5751g 19.2222g40% 21.2691g 19.0240g60% 20.9561g 18.6709g80% 20.4520g 18.1468g100% 19.8255g 17.4827g乙醇质量分数比容（一号比重瓶）比容（二号比重瓶）16.516% 1.0314 1.043234.535% 1.0655 1.064654.274% 1.1028 1.104975.992% 1.1686 1.1707100% 1.2628 1.2662由图像得到，对于比容2，当乙醇质量分数为30%，比容为2.6203 对于比容1，当乙醇质量分数为30%，比容为2.6545 质量分数为30%的溶液中，乙醇的偏摩尔体积为58.302，水的偏摩尔体积为18.053100g时体积为108.2285㎝³七．实验思考：可能引起本实验的误差的有哪些？1.从电子天平角度分析：没有等读数稳定下来就读数；电子天平测量时需关闭玻璃门；直接用手将比重瓶放入天平室；2.从配置溶液过程分析：量取乙醇体积有误差；3.从实验仪器药品分析：本组实验所用的注射器针头粗细不一样，难以直接将溶液直接住满比重瓶；乙醇不纯；可能在毛细管处存在我们没有发现的气泡；实验总结：本实验关键在于配置溶液以及使用电子天平读数，难度虽不大，但都是些比较精细的操作过程，需要本组成员细心且耐心去对待这个实验。
物理化学实验报告 偏摩尔体积
物理化学实验报告偏摩尔体积的测定1.实验目的及要求：（1）配制不同浓度的NaCI水溶液，测定各溶液的密度（2）计算溶液中各组分的偏摩尔体积（3）学习用密度瓶测定液体的密度2.实验原理：根据热力学概念，体系的体积V为广度性质，其偏摩尔量则为强度性质。
设体系有两组分A,B，体系的总体积V是温度，压力n A和n B的函数，即：V=f(n A, n B,T,P)组分A,B的偏摩尔体积定义为：V A=(∂V∂n A )T,P,nBV B=(∂V∂n B)T,P,nA在恒定温度和压力下：dV=(∂V∂n A )T,P,nBd n A+（∂V∂n B)T,P,nAd n BdV=V A d n A+ V B d n B偏摩尔量是强度性质，与体系浓度有关，而与体系总量无关。
体系总体积可积分得到：V=n A V A+n B V B恒温条件下在进行微分:dV=n A dV A+V A d n A+n B dV B+ V B d n B得吉布斯—杜亥姆方程：n A dV A+n B dV B=0在B为溶质，A 为溶剂的溶液中，设V A∗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：V∅,B=V−n A V A∗n BV=n A V A∗+n B V∅,B 在恒定T,P及n A条件下，将上式对n B偏微分，可得：V B=(∂V∂n B)T,P,nA=V∅,B+n B(∂V∅,B∂n B)T,P,nAV A=1n A（n A V A∗+n B V∅,B−n B V B）结合以上两式得：V A=V A∗−n B2n A(∂V∅,B∂n B)T,P,n Ab B为B的质量摩尔浓度（b B=n B/（n A M A）; V∅,B为B的表观摩尔体积；ρ，ρA∗为溶液及纯溶剂A的密度；M A,M B为A.B两组份的摩尔质量。
可得：V∅,B=1b B(1+b B M Bρ−1ρA∗)V∅,B=ρA∗−ρb BρρA∗+M Bρ本实验测定NaCI水溶液中NaCI和水的偏摩尔体积，根据德拜—休克尔理论，NaCI水溶液中NaCI的表观偏摩尔体积V∅,B随√b B变化呈线性变化关系，因此作如下变换：(∂V∅,B∂n B)T,P,nA=1n A M A(∂V∅,B∂b B)T.P,nA =1n A M A(∂V∅,B∂√b B∗∂√b B∂b B) T.P,n A最终得到：V A=V A∗−M A bB322(∂√b B)T,P,nAV B=V∅,B+√b B2(∂V∂√b B)T,P,nA配制不同浓度的溶液，测定纯溶剂与溶液的密度，做出V∅,B—√b B图，可得到一直线，求出直线斜率。
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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) 1
2,2,,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Ｗ
1,2,1212m m
V V W W V W M W M W
=+g g (5) 令 1,2,12,,m m V V V
W W W
ααα=== (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 αα
αααα∂∂=-+=+∂∂即 (8)
将(8)代回(7)，整理得
121%%
W W α
αα∂=-∂g
(9) 和 212%%
W W α
αα∂=+∂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。
配好后盖紧塞子，以防挥发。
3.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。
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。
图 比容-质量百分比浓度关系
a A
C B M
A ′
B ′
C ′
W 2%
五、数据处理
1、根据（实验温度19℃）时水的密度和称重结果，计算比重瓶的体积。
干燥的比重瓶质量：；加入蒸馏水的比重瓶的质量：；
19℃时水的密度为mL; 计算出比重瓶的体积：。
2、计算各溶液中乙醇的准确质量分数。
原始数据：
3、计算实验条件下各溶液的比容。
4、以比容为纵坐标，乙醇的质量百分数为横坐标作曲线，并在30%乙醇处作切线于两侧纵轴相交，即可求得A α和B α。
根据图像中可知A α=，B α=。
5、求算含乙醇30%的溶液中各组分的偏摩尔体积及100g 该溶液的总体积。
根据
1,2,12,,m m V V V
W W W
ααα===， 可以计算出A V =,B V =. 100g 该溶液的总体积为：。
五、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。
六、思考题
1.影响实验结果精度的主要因素是什么
在试验中并没有严格控制其温度，可能使计算出的结果与标准值出现偏差；乙醇有挥 发性，在配制溶液过程中可能会挥发掉一部分乙醇，会对实验结果造成误差。
2.偏摩尔体积有可能小于零吗
有可能。
在特定的体积、温度条件下，有可能出现体积减小的情况。
但是在实际情况中很难出现这种情况。