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实验30 溶液偏摩尔体积的测定
30.1 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。
（3）理解偏摩尔量的物理意义。
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30.2 实验原理
在多组分体系中，某组分i 的偏摩尔体积定义
Vi.m
 V
 
 ni


 T . P.n j ( i  j )
(1)
若是二组分体系，则有
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V1.m
 V 

 
 n1  T . P.n2
(2)
V 2. m
 V
 
 n 2
(3)


 T . P.n1
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体系总体积：
V=w1/m1·V1,m + w2/m2·V2,m=(1-w2/m2)·V1,m + w2/m2·V2,m (4)
将式(4)两边同除以溶液质量 m
V/m=w1/m1·V1,m/m + w2/m2·V2,m/m
(5)
式中，w1，w2分别为组分1、2的质量分数，令
V/m=α , V1,m/m1 = α1 , V2,m/m2= α2
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(6)
式中，α是溶液的比体积；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/m· α1 + w2/m· α2 =(1-w2/m2)· α1 + w2/m· α2
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将式(7)对w2/m微分

 2  1 
W
%
w 2/m
(8)
将式(8)代回式(7)，整理得

 1   2
W
%
w2/m

  1  W
%
w22/m
w22/m
W
%
  2 W
w12%
/m

w2 /m
W
%
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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。
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30.3 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，配制含乙醇质量分数为0％，20％，40％，60％，80％，100
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％的乙醇水溶液。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）溶液比体积的测定
按上法测定每份乙醇－水溶液的比容。
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30.4 注意事项
（1）恒温过程中应密切注意毛细管出口液面，如因挥发
毛细管内液柱下降，可及时滴加被测溶液。
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（2）拿比重瓶时应手持其颈部。
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（3）实验过程中毛细管里始终要充满液体，注意不得存
留气泡。
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30.5 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。
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（2）计算所配溶液中乙醇的准确质量百分比。
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（3）计算实验条件下各溶液的比体积。
（4）以比体积为纵轴、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。
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30.6 问题讨论
（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？
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30.7 参考答案
（1）使用比重瓶应注意哪些问题？
答：称量前一定要把比重瓶外的液体擦干。称重操
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作要迅速，且用手指抓住瓶颈处，不要抓瓶体，以免使
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温升过高，液体外溢。
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（2）如何使用比重瓶测量粒状固体物的密度？
答：比重瓶法也可以测量不溶于水的小颗粒状的固
体的密度。实验时，比重瓶内盛满蒸馏水，用天平称出
瓶和水的质量m1 ，称出粒状固体的质量为m2 ，称出在装
满水的瓶内投入粒状固体后的总质量为m3 ，则被测粒状
固体将排出比重瓶内水的质量是m＝m1 ＋m2 －m3 ，而排
出水的体积就是质量为m2 的粒状固体的体积，所以待测
粒状固体的密度为：
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