• 掌握测量求取二元溶液偏摩尔体积的方法
• 加深对偏摩尔体积概念的认识
• 学习定温下溶液密度的测定方法

【基本原理】

　　在定温定压下，由于Ａ、Ｂ各组分的微小变化引起的二组分溶液的某一广度性质，如体积Ｖ的变化可能表示为：

　　 　　　　　　（１）

令　　　

　　　　　　　　　　　（２）

则(1)式可表示为: 　　　　（３）

其中，Ｖ_Ａ、Ｖ_Ｂ分别称为组分Ａ和组分Ｂ的偏摩尔体积。

在Ｔ，Ｐ恒定条件下，式（３）两边积分可得

Ｖ＝Ｖ_Ａn_Ａ＋Ｖ_Ｂn_Ｂ         (4)

其中Ｖ_Ａ、Ｖ_Ｂ彼此不是相互独立的，Ｖ_Ａ的变化将引起Ｖ_Ｂ的变化，反之　然。因而难于用(4)式直接求取Ｖ_Ａ、Ｖ_Ｂ。本实验用

--作图法求取二组分体系的偏摩尔体积Ｖ_Ａ、Ｖ_Ｂ。

(4)式可写成：Ｖ＝n_ＡＶm,_A＋n_Ｂ

其中，Ｖm,_A为纯Ａ的摩尔体积， 定义为组分Ｂ的表观摩尔体积。

经推导可以得到如下四个关系式

　　　　　　　　　　（５）

　　　　　　　　　　　　　（６）

　　　　　　（７）

　　　　　　　　　　（８）

　　其中，ρ为溶液的密度，ρ_Ａ为纯组分Ａ的密度；m为溶液的质量摩尔浓度；Ｍ_Ｂ为组分Ｂ的相对分子质量。

　　在恒定的温度和压力下，通过称量组分Ａ和组分Ｂ的质量，就可以计算出相应溶液的质量摩尔浓度m，通过称量溶液的质量，就

可以得到溶液的密度ρ，组分Ａ的密度ρＡ可以查表得到。通过(5)式计算出相应的　　值。 根据（６）式，若用　　对　　作图，则得到一直线。从图中可得到　　和斜率　，知道了　　和　　后，根据需要，取不同的m值，通过式（７）和式（８）可以得到组分Ａ和组分Ｂ在该浓度下的偏摩尔体积ＶＡ和ＶＢ。

【仪器和试剂】

　　分析天平；比重瓶；磨口锥形瓶（25ml）;量筒；烧杯(100ml)；滴管；ＮaＯＨ；蒸馏水

【操作步骤】

１、 用称重法精确配制质量摩尔浓度分别为3,2,1,0.7,0.5的ＮaＯＨ水溶液。

２、 用比重瓶法测定室温时每一种ＮaＯＨ溶液的密度。

【数据记录和处理】

１、 列出原始数据

　　　　　　　　　　　　　　　　室温： 　　　　　　　大气压力：　　　　　　　 蒸馏水密度：ρ_Ａ　　　　(g/cm3)

序号	WH2O(kg)	WNaCl(g)			W0(g)	W1(g)	W2(g)	ρ (g/cm3)
1	0.1	17.5502	3	０	０	０	０	０	０
2	0.1	11.7010	2	０	０	０	０	０	０
3	0.1	5.8516	1	０	０	０	０	０	０
4	0.1	4.0960	0.7	０	０	０	０	０	０
5	0.1	2.9253	0.5	０	０	０	０	０	０

２、 按上表内容，计算每一种溶液的质量摩尔浓度m,，ρ和_。

３、 作　--　图，由图求取 和 值。

４、 计算实验温度及大气压力下，m＝0.5000和m＝1.0000时水和ＮaＯＨ的偏摩尔体积。

５、　计算理论值，同实验测量值进行比较。分析误差。

【思考讨论题】

(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

【注意事项】

(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。

【理论计算】

１、比重法密度测定计算：

　　式中：Ｗ_０为比重瓶空重g；Ｗ₁为装满水的比重瓶质量重g；Ｗ_２为装满待测液的比重瓶质量重g

 是在温度t时，蒸馏水的密度

　　２、NaCl 浓度为 m＝0.5000 和m＝1.0000mol·kg-1 时的 VNaCl,m 和 VH2O,m 值的计算

　　已知 25℃ 和 标准压力下 NaCl 水溶液的体积 V（以 cm3 表示）随质量摩尔浓度 m 变化关系如下：

　　或者是，对于 1000 克水而言，将 V 表为 NaCl 物质的量（n2 ）的关系为：

据此，可计算出 NaCl 浓度为 m＝0.5000 和m＝1.0000mol·kg-1 时的 VNaCl,m 和 VH2O,m 值。

同理，可计算出 m＝1.0000mol·kg-1 时的 VNaCl,m 和 VH2O,m 值。