偏摩尔体积测定.doc

偏摩尔体积测定 0911090120092006吴东杰20092006 吴东杰 一实验目的及要求 配制不同浓度的NaCl水溶液，测泄各溶液的密度。 计算溶液中各组分的偏摩尔体积。 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，英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ru,血、温度、压力的函数，即 V=f(nA T, P) (C9. 1) 组分A、B的偏摩尔体积進义为 (C9. 2)V =(丝) V (C9. 2) “ {dnA T P na a 如 tPj，a 在恒定温度和压力下 dv dV (C9. 3)dv =(L)7?P心如八 + (-—)Tp dn (C9. 3) dV=VAdn, + VsdnB如 dV=VAdn, + VsdnB (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 (C9. 5)V 二讥+ (C9. 5) 在恒温恒压条件下对式C9. 5微分 dV二mdV〉+ 十 nsdVs + Vsdns 与式C9?4比较，可得吉布斯-杜亥姆(G让bs-Duhem)方程 iudVA -hnsdVs =0 (C9. 6) 在B为溶质、A为溶剂的溶液中，设V「为纯溶剂的摩尔体积；泄义为溶质B的表观 摩尔体积，则 (C9.7) 5V- mV； (C9. 8)在恒泄 5 V- mV； (C9. 8) 在恒泄T、P及m条件下，将式C9.8对n,偏微分，可得 ov oV.R 由式C9?5、C9.8得 匕=丄(〃必+加缶7必) flA 将式C9.9代入式C9. 10 为B的质量摩尔浓度 5 2(nM； 5为B的表观摩尔体积: (C9.9) (C9. 10) (C9. 11) P、为溶液及纯 溶剂A的密度：血、张为A. B二组分的摩尔质量。可得_ 1 J + 1=厂厂_p;_p、叫bl} 溶剂A的密度：血、张为A. B二组分的摩尔质量。可得 _ 1 J + 1 =厂厂 _p;_p、叫bl}PP\ P (C9.12) 本实验测泄NaCl水溶液中NaCl和水的偏摩尔体积，根据徳拜-休克尔（Debye-Huckel） 理论，NaCl水溶液中NaCl的表观偏摩尔体积随扬变化呈线性关系，因此作如下变 换 % _ 1 %如「也 n,MA dbB 1 dV. (C9. 13) 2莎4 a。更 将式C9. 13代入C9. 11和C9.9,可得 3 v _v* M朋 % (C9. 14) 、仍7 oV. H 匕弋八〒（习冻）” 配制不同浓度的NaCl溶液，测左纯溶剂和溶液的密度，求不同b■时的％,,作 g?亦 dV.R 图，可得一直线，从直线求得斜率（匸样）〃心 由式C9.14. C9.15计算?V— (C9. 15) 三仪器与试剂 分析天平 烘干器 磨口塞锥形瓶（50ml） 洗耳球 药勺 NaCl （A. R.） 恒温槽 比重管（或比重瓶） 烧杯（50ml. 250ml） 量筒50ml 滤纸 无水乙醇（A. R.） 四实验步骤 1） 调节恒温槽至设泄温度，如25°C,恒温槽水温至少应比室温高5°C。 2） 配制不同组成的hCl水溶液：用称量法配制质量百分比约为：1%、4%, 8%、12% 和16$的NaCl水溶液，先称锥形瓶（注意带盖），然后小心地加入适量的NaCl再称戢 用 量筒加入所需蒸谓水（约40ml）后再称量：用减量法分别求岀NaCl和水的质量，并求岀 它们的百分浓度。各溶液所需MC1和水的虽:，应在实验前估算好。 3） 参见本书B8-1部分，了解用比重管测液体密度的方法。洗净、干燥比重管，将比重 管先用自来水洗涤，再用去离子水洗涤，然后用无水乙醇涮洗，最后进行干燥。在分析天 平上称量空比重管（注意带盖九 4） 将比重管装满去离子水，放入恒温槽内恒温lOmin,然后调比重管内液体的豊 使比重管内液而一端在刻度线上，一端与管口齐平，注意比重管内液体内不应有气泡，将比重 管戴上盖子，注意在戴盖子时要小心，不能将管内液体挤出。擦干比重管外部，在分析天 平上再称量。重复本步骤一次。 5） 将已进行步骤4操作的比重管用待装溶液涮洗3次（或干燥），再装满MCI水溶液, 放入恒温槽内恒温lOmino为了节省时间，可以将盛NaCl水溶液的磨口塞锥形瓶放入恒温 槽内恒温lOmin以上，将恒温后的溶液装入比重管后再放入恒温槽内恒温2mino然后调比 重管内液体的量，使比重管内液而一端在刻度线上，一端与管口齐平，注意比重管内液体 内不应有气泡，将比重管戴上盖子，注意在戴盖子时要小心，不能将管内液体挤岀。擦于 比重管外部，在分析天平上称量。重复本步骤操作一次。 6） 用上述步骤5的方法对其它浓度NaCl溶液进行操作。 五数据记