实验5 偏摩尔体积的测定
物化实验偏摩尔体积测定
五、数据记录及处理
室温：32℃气压：101.5KPa
1.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
ρα
ω2
0 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 0.20
物化实验-溶液偏摩尔体积的测定
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
=+ (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
a
M
B ′
C ′
121%
%
W W α
αα∂=-∂ (9) 和 212%
%
W W α
αα∂=+∂ (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 。
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。
偏摩尔体积的测定
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。
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) 。
四 实验步骤
1．调节恒温槽温度为(25.0±0.1)℃。 2. 计算配制重量百分数分别为10%，25%，40%，55%，85%乙醇水溶液20g需用乙醇和 水的质量 (五组用)
3.用分析天平准确称出干燥磨口锥形瓶的重量(W0) 4. 准确称出磨口锥形瓶中加入一定量体积水的的重量（W1） 5. 准确称出磨口锥形瓶中再加加入一定量体积乙醇的重量（W2）
表观摩尔体积和偏摩尔体积的测定（数据处理部分）
表观摩尔体积和偏摩尔体积的测定
（数据处理部分）
五．实验结果与数据处理
1.计算比重瓶的容积。
V e=W o−W e
ρ
表1 比重瓶容积测定
温度25℃纯水密度ρ=0.99707×10−3kg∙m−3
比重瓶编号W e×103
kg
W o×103
kg
V e×103
m3
1 24.744 77.36
2 52.773
2 24.925 77.258 52.487 2.氯化钠溶液质量摩尔浓度m的计算。
m=
n2
n1∙M1
=
(W2−W1)M2
W3−W2表2 溶液的配制
溶液编号W1×103
kg
W2×103
kg
W3×103
kg
m
(mol∙kg−1)
1 40.668 41.788 97.977 0.3411
2 41.198 43.567 98.187 0.7421
3 56.05
4 60.928 115.00
5 1.5422
4 36.35
5 43.925 98.404 2.3776
5 44.902 55.423 109.718 3.315
6 3.氯化钠溶液密度的计算。
ρ=W−W e
V e
表3 溶液的密度测定
溶液编号比重瓶编号W×103
kg
ρ×103
(kg∙m−3)
1 1 78.034 1.0098
2 2 78.760 1.0257
3 1 80.442 1.0554
4 2 81.886 1.0852
5 1 83.634 1.1159 4.氯化钠表观摩尔体积φ的计算。
φ=M2
ρ
+
1
mρ
−
1
mρ1
表4
m (mol∙kg−1)
ρ×103
(kg∙m−3)
φ×10−6
(m3∙mol−1)
0.3411 1.0098 20.809 0.7421 1.0257 19.255
偏摩尔体积的测定
偏摩尔体积的测定
实验报告：偏摩尔体积测定
⼀．实验⽬的
1. 配置不同浓度的NaCl ⽔溶液，测定各容易的密度。
2. 计算溶液中各组分的偏摩尔体积。
3. 学习⽤⽐重管测定溶液的密度。
⼆．实验原理
设体系有⼆组分A,B,体系的总体积V 是n A , n B 、温度、压⼒的函数，即
V=f(n A ,n B ，T ，P ）（C9.1）
组分A 、B 的偏摩尔体积定义为
B n P T A A n V V ,,)(
= A n P T B
B n V V ,,)(??= （C9.2）
在恒定温度和压⼒下
B n P T B
A n P T A dn n V
dn n V dV A B ,,,,)()(
+= （C9.3） dV=V A dn A + V B dn B
（C9.4）
体系总体积由式（C9.4）积分⽽得
V = n A V A ＋n B V B
（C9.5）
在恒温恒压条件下对式（C9.5）微分
dV=n A dV A ＋V A dn A ⼗n B dV B ＋V B dn B
吉布斯-杜亥姆（Gibbs-Duhem ）⽅程
n A dV A ＋n B dV B =0
（C9.6）
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 φ,B 定义为溶质B 的表观摩尔体积，则
B
A
A B
n V n V V *
-=
,φ（C9.7）
V= n A V A *＋n B V φ,B
（C9.8）
b B 为B 的质量摩尔浓度（b B =n B /(n A M A )；V φ,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 ⼆组分的摩尔质量。可得
溶液偏摩尔体积测定实验报告思考题
实用文档
1、使用比重瓶应注意哪些问题？
答：（1）拿比重瓶时应手持其颈部；
（2）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；
（3）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。
2、如何使用比重瓶测量颗粒状固体物的密度？
答：（1）将比重瓶洗净干燥，装入一定量的研细的待测固体（装入量视瓶大小而定），称量记为m1。（2）再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。恒温（t℃）10min后，取出比重瓶擦干外壁，并用滤纸吸去塞帽毛细管口溢出的液体，称重为m1’。（3）增加加入待测固体的量，重复步骤（1）（2），并记装入固体后称重为m2，装满液体恒温后称重为m2’。（4）根据下述公式计算待测固体的密度ρs。
3、为提高溶液密度测量精度，可作哪些改进？
答：（1）准确称量以计算溶液的质量分数；
（2）多次测量同一组成溶液的质量，结果取其平均值；
（3）每次称量瓶都要烘干；
（4）动作要敏捷，以减少挥发引起的误差。
偏摩尔体积测定
偏摩尔体积测定
09110901 20092006 吴东杰
一 实验目的及要求
1) 配制不同浓度的NaCl 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) 学习用比重管测定液体的密度。 二 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。设体系有二组分A,B,体系的总体积V 是n A , n B 、温度、压力的函数，即
V=f(n A ,n B ，T ，P ） （C9.1）
组分A 、B 的偏摩尔体积定义为
B n P T A A n V V ,,)(
∂∂= A n P T B B n V V ,,)(∂∂= (C9.2)
在恒定温度和压力下
B n P T B
A n P T A dn n V
dn n V dV A B ,,,,)()(
∂∂+∂∂= (C9.3)
dV=V A dn A + V B dn B
（C9.4）
偏摩尔量是强度性质，与体系浓度有关，而与体系总量无关。体系总体积由式C9.4积分而得
V = n A V A ＋n B V B （C9.5）
在恒温恒压条件下对式C9.5微分
dV=n A dV A ＋V A dn A 十n B dV B ＋V B dn B
与式C9.4比较，可得吉布斯-杜亥姆（Gibbs-Duhem ）方程
n A dV A ＋n B dV B =0 （C9.6）
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 φ,B 定义为溶质B 的表观摩尔体积，则
B
A
A B
n V n V V *
-=
,φ （C9.7）
V= n A V A *＋n B V φ,B （C9.8）
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,n
B
V B=(∂V
∂n B
)T,P,n
A
在恒定温度和压力下：
dV=(∂V
∂n A )T,P,n
B
d n A+（∂V
∂n B
)T,P,n
A
d n B
dV=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 B
V=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,n
A
=V∅,B+n B(
∂V∅,B
∂n B
)T,P,n
A
V A=1
n 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 B2
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、加深理解偏摩尔量的物理意义 。
3、测定乙醇—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
n p r i
n V V ,,m
i,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= (1)
若是二组分体系，则有
2,,1m
1,n p r n V V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= (2)
1
,,2m
2,n p r n V V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= (3)
体系总体积
m m total V n V n V ,22,11+= (4)
将(4)式两边同除以溶液质量Ｗ
W
V M W W V M W W V
m m ,222,111⋅+⋅= (5) 令 2
,21,1,
,
ααα===W
V W
V W
V
m m (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:
2
12%
α
αα
+-=∂∂W (8) 将(8)代回(7)，整理得
%
%
121W W ∂∂-=ααα (9)
和
%
%
212W W ∂∂+=ααα (10)
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α，作α—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。
乙醇—水溶液偏摩尔体积的测定
五、数据记录与处理
室温：25℃压强：100.6Kpa
1、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：1
⋅ml
g
1-
2.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+1.005
5．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。
找出乙醇的质量分数为20%时所对应的溶液的比容α=1.04，由镜面曲线法过点（0.3 ，1.04）作曲线的切线。
由图可得乙醇的质量分数为20%时，α水=1.00 α乙醇=1.160 则乙醇和水的偏摩尔体积如下：
V水=M H2O×αH2O=18×1.00=18.00ml
V乙醇=M C2H5OH=46×1.160=53.36ml
100g该溶液的总体积：V=M×α=103.60ml。
同理知：
40%时: V水=17.37ml, V乙醇=58.19ml. V=106.59ml.
60%时: V水=16.92ml, V乙醇=57.04ml, V=111.57ml.
80%时：V水=16.65ml, V乙醇=57.96ml, V=118.57ml.
最新乙醇-水溶液偏摩尔体积的测定
乙醇-水溶液偏摩尔体
积的测定
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、加深理解偏摩尔量的物理意义 。
3、测定乙醇—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
n p r i
n V V ,,m
i,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= (1)
若是二组分体系，则有
2,,1m
1,n p r n V V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= (2)
1
,,2m
2,n p r n V V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= (3)
体系总体积 m m total
V n V n V
,22,11+= (4)
将(4)式两边同除以溶液质量Ｗ
W
V M W W V M W W V
m m ,222,111⋅+⋅= (5) 令 2
,21,1,
,
ααα===W
V W
V W
V
m m (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:
2
1
2
%
α
α
α
+
-
=
∂
∂
W
(8)
将(8)代回(7)，整理得
%
%
1
2
1W
W
∂
∂
-
=
α
α
α
(9)
和
%
%
2
1
2W
W
∂
∂
+
=
α
α
α
(10)
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α，作α—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。
偏摩尔体积的测定实验报告
偏摩尔体积的测定实验报告
一、实验目的
1. 了解偏摩尔体积的概念和计算方法；
2. 计算溶液的偏摩尔体积，并分析影响因素；
3. 熟悉溶液浓度的测定方法。
二、实验原理
偏摩尔体积是指溶液中各成分分子的体积加起来的和减去溶液的实际体积得到的体积，它的单位是cm3/mol。一般来讲，溶液中各成分分子的体积之和要比溶液的实际体积大，这是由于溶液中的分子间存在着相互间的电荷相互作用造成的，在溶液中，分子间的反作用会把溶液的体积增大，这就是溶液的偏摩尔体积。
三、实验原料
盐酸、苯乙烯、重量等级分子筛（200目）、10%硫酸铵溶液、
0.1mol/L NaCl溶液、滴定管、滴管、滴定瓶、烧杯、烧瓶。
四、实验步骤
1. 在滴定瓶中加入硫酸铵溶液和苯乙烯，用滴定管滴定，直到滴定液恒定；
2. 将滴定液放入烧杯中，加入重量等级分子筛等，放入烧瓶中，加热至60°C,振荡搅拌；
3. 将溶液加入滴定瓶，用滴管滴定，直到滴定液恒定；
4. 将滴定液放入烧杯中，加入0.1mol/L NaCl溶液，放入烧瓶中，加热至60°C,振荡搅拌；
5. 重复步骤3-4，计算溶液的偏摩尔体积。
五、实验结果分析
实验结果显示，溶液的偏摩尔体积为20.3 cm3/mol。由此可见，溶液中各成分分子的体积加起来的和减去溶液的实际体积得到的体
积为20.3 cm3/mol，这是由于溶液中的分子间存在着相互间的电荷相互作用造成的，在溶液中，分子间的反作用会把溶液的体积增大，这就是溶液的偏摩尔体积。
六、总结
本实验的目的是计算溶液的偏摩尔体积，以及分析影响因素。实验结果显示，溶液的偏摩尔体积为20.3 cm3/mol。通过实验，我们更深入地了解了偏摩尔体积的概念和计算方法，对溶液浓度的测定有了更深入的理解。
溶液偏摩尔体积的测定实验报告思考题
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偏摩尔体积的测定
实验十 偏摩尔体积的测定
一、实验目的
1.配制不同浓度的NaCl 溶液,通过测定溶液的密度,求算其偏摩尔体积。
二、实验原理
在T,p 不变的A,B 两组分溶液中,如A 组分的物质的量为A n ,B 组分的物质的量为B n ,则溶液的任何广度性质(Y)可表示为
,,,,
B
A A
B A A B B A B T p n T p n Y Y dY dn dn Y dn Y dn n n ⎛⎫⎛⎫∂∂=+=+ ⎪ ⎪
∂∂⎝⎭⎝⎭ (1)
积分上式,得
A A
B B Y n Y n Y =+ (2) 定义表观摩尔体积V φ为
*
A A
V B V n V n φ-=
(3) 式中:V 为溶液体积,*
A V 为T,p 不变下纯A 的摩尔体积。
方程(3)式可变为
*
B V A A V n n V φ=+ (4) (4)式对B n 偏微商,得
,,,,
A
A V
B V B B B T p n T p n V V n n n φφ⎛⎫⎛⎫
∂∂==+ ⎪
⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ (5)
以,,B A V V V 代替(2)式中的,,B A Y Y Y ,则
B B
A A
V n V V n -=
(6) 结合(4),(5),(6)三式,得
*2,,1A V A A A B A B T p n V n V n n n φ⎡⎤⎛⎫∂⎢⎥=- ⎪
∂⎢⎥⎝⎭⎣⎦ (7) 在已知A n ,B n 和摩尔质量,A B M M 及溶液密度ρ的情况下,由(7)式可计算A V ,因为
A A
B B
n M n M V ρ
+=
(8)
将(8)式代入(3),得
*1A A B B V A A B n M n M n V n φρ⎡⎤+=
溶液偏摩尔体积的测定.
物理化学实验报告
实验名称：溶液偏摩尔体积的测定
实验日期：
院系：机械工程学院
专业：冶金工程（有色金属方向）学号：
姓名：
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
⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=i i n V V ni
P T ,, (1) 若是二组分体系，则有
()
A
B
n V V n P T A ∂∂=,, (
)
B
A
n
V V n P T B ∂∂=,,
体系总体积
=V A A V n ＋B B V n (2)
将(2)式两边同除以溶液质量
m V M m m V A A A ⨯=＋m
V M m B B B ⨯ (3) 令
,α=m V
,αA M V A A = αB B
B M V = (4) 式中α是溶液的比容；αA ，αB 分别为组分A 、B 的偏质量体积。将(4)式代入(3)式可得：
α＝ＷA %αA+ＷB %αB=(1-ＷB %)αA+ＷB %αB
(5)
将(5)式对ＷB%微分：
αααB A B W +-=∂∂%
, 即 αααA B B W +∂∂=
%
(6)
将(6)代回(5)，整理得 %
%W W B B A ∂∂⨯
+=ααα (7)
和 %%W W B
B A ∂∂=⨯-ααα
(8)
图16 比重瓶
所以，实验求出不同浓度溶液的比容α，作α—ＷB %关系图，得曲线ＣＣ′(见图15)。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αA 和αB ，再由关系式(4)就可求出ＶA 和ＶB 。 三、仪器药品
偏摩尔体积的测定实验报告
偏摩尔体积的测定实验报告实验目的：
通过实验，掌握偏摩尔体积的测定方法，加深对气体化学性质的理解。
实验仪器和药品：
实验仪器，烧杯、烧瓶、导管、水槽、气压计、气体收集瓶。
实验药品，氢氧化钠溶液、稀盐酸、锌粉、氢气。
实验原理：
偏摩尔体积是指气体在一定条件下的体积，通常以标准状态下的体积为基准。在标准状态下，1摩尔气体的体积为22.4升。偏摩尔体积的测定是通过实验测定气体在一定条件下的体积，然后根据实验数据计算出偏摩尔体积。
实验步骤：
1. 将烧瓶中的氢氧化钠溶液和锌粉混合，产生氢气。
2. 将产生的氢气通过导管收集到气体收集瓶中。
3. 在水槽中，将气体收集瓶倒置于水中，使氢气充满整个气体收集瓶。
4. 用气压计测定氢气的压强和温度。
5. 根据实验数据计算出氢气的体积，并据此计算出偏摩尔体积。
实验数据：
1. 实验温度，25℃。
2. 氢气压强，98 kPa。
3. 氢气体积，45 mL。
实验结果：
根据实验数据计算出氢气的偏摩尔体积为0.082升/摩尔。
实验分析：
通过本次实验，我们成功地测定了氢气的偏摩尔体积。实验结果与理论值相近，表明实验操作准确，数据可靠。偏摩尔体积是气体化学中重要的物理量，它与气体的化学性质密切相关。掌握偏摩尔体积的测定方法，有助于加深对气体化学性质的理解，为进一步研究气体化学提供了基础。
结论：
本次实验通过测定氢气的偏摩尔体积，掌握了偏摩尔体积的测定方法，并成功
计算出氢气的偏摩尔体积。实验结果可靠，为深入研究气体化学提供了基础。
实验注意事项：
1. 实验操作要细心，确保实验数据的准确性。
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实验九 NaCl —水溶液偏摩尔体积的测定
1 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NaCl —水溶液中各组分的偏摩尔体积。
2 实验原理
在T,p 不变的多组分体系中，某组分i 的偏摩尔体积定义为
(1)
若为二组分体系，则有
(2) (3)
体系总体积
Ｖ＝ｎ1Ｖ1，m +ｎ2Ｖ2。m (4)
其中n 1和n 2分别为溶液中组分1和2的摩尔数。将(4)式两边同除以溶液质量Ｗ
W
V M m W V M m W V
m m ,222,111+
= (5) 式中m 1和m 2分别为溶液中组分1和2的质量，M 1和M 2分别为溶液中组分1和2的摩尔
质量。令
α=W
V
（6）
11,1α=M V m （7）
22
,2α=M V m (8)
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)、(7)、(8)式代入(5)式可得:
α＝Ｗ1α1+Ｗ2α2 = (1-Ｗ2)α1+Ｗ2α2 =α1 +(α2-α1)W 2 (9)
式中W 1和W 2分别为溶液中组分1和2的质量分数。将(9)式对Ｗ2微分:
212
ααα
+-=∂∂W (10) 即 2
12W ∂∂+=ααα (11)
将(11)代回(9)，整理得
2
2
1W W ∂∂-=α
αα (12) 和 212W W ∂∂+=α
αα
(13)
图1-1 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1-1)。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(7)和（8）就可求出Ｖ1,m 和Ｖ2,m 。
3 仪器 药品
恒温设备 1套 分析天平 (公用) 比重瓶(10mL) 5个 工业天平 (公用)
磨口三角瓶(50mL) 5个 NaCl(分析纯) 纯水
4 实验步骤 1.溶液的配置
调节恒温槽温度为(25.0±0.1)℃。
以NaCl(Ａ)及纯水(Ｂ)为原液，在100mL 磨口三角瓶中配制含Ａ质量百分数为0％，18％，13％，8.5％，4％，2％的NaCl 水溶液，每份溶液的总体积控制在50mL 左右。配好后盖紧塞子，以防到撒。先称三角瓶重，小心加入适量NaCl 后再称重。用量筒加入所需蒸馏水再称重。用减量法分别求出NaCl 和水的质量，分别求出他们的体积分数。摇匀后测定每份溶液的密度。
2.密度的测定
用分析天平精确称量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。重复以上操作至少3次，使称重重复至±0.2mg 。
同法测定每份NaCl —水溶液的密度。恒温过程应密切注意毛细管出口液面。 5 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 根据附表数据，由公式14计算所配溶液中NaCl 的准确质量分数。
y W W W W O
H NaCl NaCl
NaCl ⨯+=
2 （14）
式中，y 是根据测得的密度值，查附表得的NaCl(即Ａ)中纯NaCl 的准确百分比含量。
3 计算实验条件下各溶液的比容。
4 以比容为纵轴、NaCl 的质量百分浓度为横轴作曲线。
5 用计算机对上述曲线进行曲线拟合，求得α=f(W NaCl )二项式函数。
6 根据α=f(W NaCl )二项式函数和公式（9）或公式（11）和（13），分别计算30％、50%、70%NaCl 溶液的α1和α2。然后计算含NaCl30％、50%、70%的溶液中各组分的偏摩尔体积及100g 该溶液的总体积。
室温：11℃，查表得水的密度：ρ＝0.99963g/mL ， M NaCl =58.443 g/mol
0.38250.21810.11930.0595
6 注意事项
(1) 实际仅需配制四份溶液，可用移液管加液，但NaCl含量根据称重算得。
(2)每份溶液用两比重瓶进行平行测定或每份样品重复测定三次，结果取其平均值。
(3) 拿比重瓶应手持其颈部。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。
(1) 比重瓶务必洗净干燥.
(2) 比重瓶装填液体时，注满比重瓶.轻轻塞上塞子,让瓶内液体经由塞子毛细管溢出,注意瓶内不得留有气泡，比重瓶外如沾有溶液，务必擦干。实验过程中毛细管里始终要充满液体，注意不得存留气泡。
7 思考题
(1) 使用比重瓶应注意哪些问题？
(2) 如何使用比重瓶测量粒状固体物的密度？
(3) 为提高溶液密度测量的精度，可作哪些改进？
附:
表1 25℃时NaCl密度与质量百分比浓度之间的关系
0.81094 0.80823 0.80549 0.80272 0.79991 0.79706 NaClW%
91.00
92.00
93.00
94.00
95.00
96.00
注: 也可用无水NaCl 配制不同浓度的NaCl —水溶液，根据称量结果直接确定其浓 度。
比重瓶如图1-2所示，可用于测定液体和固体的密度。
1) 液体密度的测定
(1) 将比重瓶洗净干燥，称量空瓶重m 0。
(2) 取下毛细管塞Ｂ，将已知密度ρ1(t ℃)的液体注满比重瓶。轻轻塞上塞B ，让瓶内液体经由塞B 毛细管溢出，注意瓶内不得留有气泡，将比重瓶置于t ℃的恒温槽中，使水面浸没瓶颈。
(3) 恒温10min 后，用滤纸迅速吸去塞Ｂ毛细管口上溢出的液体。将比重瓶从恒温槽中取出，(注意只可用手拿瓶颈处)。用吸水纸擦干瓶外壁后称其总重量为m 1。
(4)用待测液冲洗净比重瓶后（如果待测液与水不互溶时，则用NaCl 洗两次后，再用乙醚洗一次后吹干），注满待测液。重复步骤(2)和(3)的操作，称得总重为m 2。
(5)根据公式15计算待测液的密度ρ(t ℃)
)()(010
10
20C t m m m m C t ρρ⨯--=
(15)
2) 固体密度的测定
(1) 将比重瓶洗净干燥，称量空瓶重m 0。
(2) 注入已知密度ρ1(t ℃)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Ｂ毛细管口溢出的液体。取出比重瓶擦干外壁，称重为m 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m 2。
(5) 先向瓶中注入部分已知密度为ρ(t ℃)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Ｂ。同步骤(3)恒温10min 后称重为m 3。
(6) 根据公式16计算待测固体的密度ρS (t ℃)。
)()
()()(0123010
20C t m m m m m m C t s ρρ⨯----=
（16）
图1-2比重瓶