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。

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(25.0±0.1)℃。

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。

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：9.7783g ； 加入蒸馏水的比重瓶的质量：20.3031g ； 19℃时水的密度为0.9984g/mL; 计算出比重瓶的体积：10.5416mL 。

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=0.9852，B α=1.1533。

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 =17.75,B V =53.13. 100g 该溶液的总体积为：102.85mL 。

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。

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