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：100.6Kpa

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：0.9707*103Kg/m3

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.

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。