乙醇在水溶液中的偏摩尔体积与溶液组成有关吗
乙醇在水溶液中的偏摩尔体积与溶液组成有关。溶液的组成以及采样的体积V有关。所以,在乙醇水溶液中,当温度、压力、 V 、g2一定时,溶液的质量W确定,得到唯一的c值。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α 2,再由关系式(6)就可求出V1,m和V2,m。
混合溶液的质量为0.4*18+0.6*46=34.8克
原水的体积为0.4*18/1=7.2毫升,乙醇的体积为0.6*46/0.8=34.5毫升;
混合溶液的体积为34.8/0.8494=40.61毫升;
体积差为7.2+34.5-40.61=1.083毫升;
混合液中水的偏摩尔气体为1.083/0.4=2.7075毫升/摩尔。
常温下纯酒精的密度是0.8g|cm3
那么酒精溶液中含有的酒精质量m(ch3ch2oh)=
0.8
*
v
酒精即乙醇的相对分子质量是m(ch3ch2oh)=
46g|mol
那么溶液中酒精的物质的量为n(ch3ch2oh)
=
m|m
=
0.8v|46
则溶液中酒精的摩尔分数即物质的量浓度c(ch3ch2oh)
=
n|v(总)
=
(0.8v|
46)
|
(v|w)=
(2w|115)
mol|l
所以体积分数95%的酒精对应的摩尔分数为c1
=
2*90%|115
=
0.0156
mol|l
偏摩尔体积就是一定量溶质溶在一摩尔溶液中所引起的体积变化,它是溶液浓度函数。
但要注意偏摩尔体积未必一定为正,也就是说有些物质溶于水后反而会导致体积下降。偏摩尔体积是在等温等压下,往无限大的体系中加入1mol其它组分,体系体积的变化量;或往有限的体系中加入微量的其它组分而引起该体系体积的变化。
偏摩尔体积的重要性:
溶液偏摩尔体积是偏摩尔量中非常重要的一个物理量。 溶液偏摩尔体积的测定是很多高等院校普遍开设的一门物理化学实验项目。 根据偏摩尔体积的定义,在二组分系统中,溶液中有组分1、组分2两种组分。
偏摩尔体积的测定基本原理维持等温等压并保持溶液中组分2的物质的量n2不变,测定溶液体积V关于组分1的物质的量n1的实验曲线,从实验曲线的斜率中可计算出组分1的偏摩尔体积V1,m。
在实验上常常采用测定溶液的密度方法来测定溶液比容α,作α-w2关系图进而计算出溶液的某乙组分的偏摩尔体积。
醇含量的测定有物理方法和化学方法。
物理方法:
有气相色谱法、密度瓶法、酒精计法、折射计测定法。
化学方法:
重铬酸钾比色法、莫尔氏盐法、碘量滴定法。
乙醇质量(g) 7.6157 6.4615 5.1043 3.5987 1.8673 0.0000
乙醇体积(ml) 9.6817 8.0607 6.2670 4.2650 2.1867 0.0000
乙醇物质的(mol) 0.1656 0.1405 0.1362 0.0927 0.0475 0.0000
乙醇偏摩尔体积 58.478958 57.38485 46.01322 46.00863 46.03579 ———
乙醇偏质量体积 1.2712817 1.247497 1.227788 1.18515 1.171049 ———
水的质量(g) 0.0000 1.6154 3.4029 5.3979 7.4691 9.4682
水的体积(ml) 0.0000 1.6210 3.4147 5.4166 7.4950 9.6817
水的密度(g/cm3) 0.99654
水的物质的量 0.0000 0.0990 0.1897 0.3009 0.4164 0.5379
水的偏摩尔体积 ——— 16.37374 18.00053 18.00133 17.99952 17.99907
水的偏质量体积 ——— 1.003467 1.003468 1.003464 1.003468 1.022549
2摩尔乙醇与三摩尔水混合后,溶液的质量是46*2+18*3=146克,
溶液的质量分数是92/146=63.0%
如果可以查到63.0%乙醇溶液的密度,那么用146/密度等于体积。
因为N2没有很强的氧化性,通常情况下不能氧化一些常见燃料
但N2还是可以支持燃烧的,比如和Mg在一起,Mg和N2燃烧生成Mg3N2
如果要说深了去,先要说一个定义——偏摩尔体积:
偏摩尔性质的具体定义为:在恒温、恒压下,物系的广度性质随某种组分摩尔数的变化率叫做该组分的偏摩尔性质。偏摩尔性质有三个重要的要素:①恒温、恒压;②广度性质(容量性质);③随某组分摩尔数的变化率.
物理意义
在恒温、恒压下,物系中某组分摩尔数的变化所引起物系的一系列热力学性质的变化。偏摩尔性质的物理意义可通过实验来理解。如:在一个无限大的、颈部有刻度的容量瓶中,盛入大量的乙醇水溶液,在乙醇水溶液的温度、压力、浓度都保持不变的情况下,加入1mol乙醇,充分混合后,量取瓶颈上的溶液体积的变化,这个变化值即为乙醇在这个温度、压力和浓度下的偏摩尔体积。
所以准确的说不同溶剂的混合后的变化是偏摩尔体积的变化。
如果还要深入,就需要介绍化学势的定义。在这里不想再多做介绍,简单的理解,就是在溶液混合后,溶液的能量要发生转移(如有些溶液混合放热),溶液的化学势——即吉布斯自由能要发生改变,这就必然要引起溶液偏摩尔体积的变化来体现,具体不用理解太深,如果觉得有必要深究,就去看看物理化学书吧!