Thí nghiệm hóa lý ngành công nghệ môi trường

Bài 3: CÂN BẰNG LỎNG RẮN 1. Giản đồ nhiệt thành phần: 2. Mô tả giản đồ pha của hệ 2 cấu tử không tạo dung dịch rắn, không tạo hợp chất hóa học? Trả lời: Đường e mô tả cân bằng giữa rắn A và dung dịch bão hòa A nên nó phụ thuộc độ hòa tan rắn A và nhiệt độ (gọi là đường hòa tan hay đường cong). - Các đường (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8) là các đường cong nguội lạnh với thành phần cấu tử trong hỗn hợp khác nhau. + (1), (8) ứng với A, B nguyên chất. + (2), (3), (4), (5), (6), (7) ứng với hỗn hợp có thành phần B tăng. + (5) ứng với hỗn hợp có thành phần đúng bằng thành phần eutecti. - Các điểm A, B, C,…, G, H là điểm bắt đầu kết tinh cấu tử A, B. - Đoạn aeb ứng với quá trình kết tinh eutecti. * Đường AEH là đường lỏng: AabH là đường rắn. - Ở vùng phía trên đường lỏng: AabH là đường rắn. - Ở vùng phía dưới đường rắn: hệ là dị thể gồm hai pha rắn A, B. - Ở vùng giới hạn bởi hai đường: hệ tồn tại hai pha cân bằng lỏng- rắn A hoặc lỏng- rắn B. * Điểm E được gọi là điểm eutecti, tại đây có sự kết tinh đồng thời của rắn A và rắn B, vì dung dịch bão hòa hai cấu tử. 3. Có kết luận gì về sự thay đổi nhiệt độ kết tinh của quá trình kết tinh dung dịch 2 cấu tử với quá trình kết tinh dung dịch 1 cấu tử? Trả lời: Nhiệt độ kết tinh của quá trình kết tinh dung dịch 2 cấu tử cao hơn và phức tạp hơn. Còn quá trình kết tinh dung dịch 1 cấu tử thì nhiệt độ ổn định hơn dù có sự thay đổi lớn. 4. Hỗn hợp eutecti là gì? Ứng dụng? Trả lời: Hỗn hợp eutecti là hỗn hợp gồm các tinh thể rất nhỏ, rất mịn của hai pha rắn A và B nguyên chất kết tinh xen kẽ vào nhau. Ở áp suất không đổi, hỗn hợp eutecti sẽ kết kinh ở nhiệt độ không đổi theo đúng thành phần của nó (phù hợp với độ tự do c=0).Hỗn hợp eutecti là hỗn hợp có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất. * Ứng dụng: + Muốn thiếc hàn nóng chảy ở nhiệt độ thấp, người ta trộn thiếc (có nhiệt độ nóng chảy là 232oC) và chì ( nóng chảy ở 327oC) theo thành phần thích hợp sẽ thu được các hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn 200oC. Bài 9: HẤP PHỤ TRÊN RANH GIỚI LỎNG-RẮN a)Kết quả thô : lập thành bảng ghi các giá trị thu đựơc khi định phân bằng dungdịch NaOH Bình Nhiệt độ (oC) Thể tích NaOH( ml) V trung bình Lần 1 Lần 2 Lần 3 1 31 8.6 8.5 8.75 8.6167 2 31 7 6.9 6.75 6.8833 3 30.5 5.1 5.1 5.2 5.1333 4 30 6.6 6.7 6.55 6.617 5 30 2.95 3.2 3 3.0500 6 31 2.5 2.45 2.6 2.5167 b) kết quả tính bảng: Bình no(mol) Co (mol/l) C (mol/l) Ln C Γ(mol/c m2) lnΓ C / Γ 1 0.01 0.2 0.172 -1.758 0.00914 -4.69528 18.858 2 0.008 0.16 0.1377 -1.983 0.00731 -4.91828 18.828 3 0.006 0.12 0.1027 -2.276 0.00549 -5.20543 18.712 4 0.004 0.08 0.066 -2.716 0.00334 -5.70228 19.820 5 0.002 0.04 0.031 -3.490 0.00170 -6.38007 17.994 6 0.001 0.02 0.013 -4.375 0.00075 -7.19766 16.815 dd ban đầu là CH3COOH 0.2M Bình 1 chứa 50ml dd CH3COOH ,từ đó suy ra số mol CH3COOH chứa trong bình 1là: no1=0.2*0.05=0.01(mol); Tương tư: no2= 0.2*0.04=0.008 ; no3=0.2*0.03=0.006(mol); no4=0.2*0.02=0.004(mol);no5=0.2*0.001=0.002(mol); no6=0.2*0.005=0.001(mol); tính C0 C01; C02; C03=n01;02;03/5mlC04;C05=n0/10ml; c06=n06/20ml Tính độ hấp phụ: Γ Γ=số mol chất bị hấp phụ trên 1 g chất hấp phụ rắn Hay độ hấp phụ T = số mol đầu - số mol sau khi hấp phụ Γ=n01-nNaOH;tính tương tự độ hấp phụ của bình 2,3,4,5,6 Với: n NaOH= (0.1x Vtb) C=nCH3COOH/ VCH3COOH 123456Thểtích0.0050.0050.0050.010.010.02Cm0.17230.13770.10270.06 60.0310.013 Bình 1 2 3 4 5 6 Thể tích 0.005 0.005 0.005 0.01 0.01 0.02 Cm 0.1723 0.1377 0.1027 0.066 0.031 0.013 C1=n NaOH/V1=0.1*Vtb1/0.005=0.1*8.6167/0.005=0.1723 Tính tương tự cho những bình khácDùng phương pháp bình phương cực tiểu để viết phương trình các đường biểu diễn :- Vẽ đồ thị lnΓ – lnC suy ra hằng số k, 1/n Từ đồ thị trên ta suy ra :1/n= 0.955ln k= -3.035k= 0.048075- Vẽ đồ thị C / Γ theo C suy ra k, Γ∞ 1/T∞ = 10.86T∞ =0.09208k =10.86*1/17.09=0.635459 So = Γ∞ . N . Ao ( m2/g)=0.09208*6.023*10^23*20.5=1.13694E+24(m 2 /g)Với : Γ∞ = 0.09208Ao = 20.5N – số Avogadro = 6,023.10^23 Nhận xét: biểu thị ln Г theo lnC có độ chính xác cao hơn ( R2=0.9998) Vì thế đườngđẳng nhiệt Freundlich phù hợp hơn. Vậy phương trình phù hợp với quá trình hấp phụacid acetic bằng than hoạt tính là phương trình ln T theo lnC Bài 5: XÁC ĐỊNH BẬC CỦA PHẢN ỨNG Số liệu thực nghiệm - Xác định bậc riêng của Fe3+(n1) * Bình 1: Số lần chuẩn độ Thời gian T (s) 1/t (s-1) V (Na2S2O3) C(Fe2+)(N) (.10-4) 1/CFe2+ 1/N (.104) 1 20 0,05 1,7 1,67 0,6 2 30 0,03 2,6 2,53 0,4 3 35 0,029 5,4 5,12 0,19 4 40 0,025 5,8 5,48 0,18 5 46 0,022 6,1 5,75 0,17 6 49 0,02 6,6 6,19 0,16 7 51 0,019 7,2 6,72 0,148 8 53 0,018 7,3 6,8 0,147 - Đồ thị 1/C-1/t * Bình 2: Số lần chuẩn độ Thời gian T (s) 1/t (s-1) V (Na2S2O3) C(Fe2+)(N) (.10-4) 1/CFe2+ 1/N (.104) 1 20 0,05 2,2 2,15 0,47 2 26 0,038 4,4 4,2 0,24 3 30 0,033 6,4 6,01 0,17 4 33 0,03 7,6 7,06 0,14 5 36 0,028 9,2 8,4 0,12 6 38 0,026 9,9 9 0,11 7 39 0,0257 10,8 9,7 0,1 8 40 0,025 11,6 10 0,1 - Đồ thị 1/C-1/t * Bình 3: Số lần chuẩn độ Thời gian T (s) 1/t (s-1) V (Na2S2O3) C(Fe2+)(N) (.104) 1/CFe2+ 1/N (.104) 1 15 0,067 2,7 2,63 0,38 2 23 0,043 7,5 6,97 0,14 3 30 0,033 11,7 10,47 0,1 4 33 0,03 14,3 12,5 0,08 5 37 0,027 15,6 13,5 0,07 6 40 0,025 17 14,5 0,068 7 42 0,024 17,9 15,2 0,065 8 43 0,023 18,5 15,6 0,064 - Đồ thị 1/C-1/t * Bình 4: Số lần chuẩn độ Thời gian T (s) 1/t (s-1) V (Na2S2O3) C(Fe2+)(N) (.104) 1/CFe2+ 1/N (.104) 1 17 0,059 5 4,7 0,2 2 23 0,043 9 8,3 0,1 3 27 0,037 11,9 10,6 0,09 4 30 0,033 14,3 12,5 0,08 5 33 0,03 16,9 14,5 0,07 6 35 0,029 18,2 15,4 0,065 7 37 0,027 19,9 16,6 0,06 8 38 0,026 21,7 17,8 0,05 - Đồ thị 1/C-1/t -Đồ thị xác định bậc riêng phần của Fe3+: Số lần chuẩn độ Thời gian T (s) 1/t (s-1) V (Na2S2O3) C(Fe2+)(N) (.104) 1/CFe2+ 1/N (.104) 1 18 0,056 2,1 2,06 0,48 2 22 0,045 3 2,9 0,34 3 25 0,04 3,9 3,75 0,27 4 27 0,037 5,2 4,9 0,2 5 28 0,036 6 5,67 0,18 6 30 0,033 7 6,5 0,15 7 31 0,032 8 7,4 0,13 8 32 0,031 9 8,3 0,12 n = tg α = tg 42o = 0,9 - Xác định bậc phản ứng của I-: * Bình 1: - Đồ thị 1/C-1/t . nhiệt thành phần: 2. Mô tả giản đồ pha của hệ 2 cấu tử không tạo dung dịch rắn, không tạo hợp chất hóa học? Trả lời: Đường e mô tả cân bằng giữa rắn A và dung dịch bão hòa A nên nó phụ thuộc độ. n = 1; có t1, CA1 → k1 t2, CA2 → k2 => k1 ≈ k2 ≈ k… - Phương pháp dựa vào thời gian chuyển hóa 1/q chất ban đầu Trong hệ cô lập: v = k. CAp.CBq.CCr → v = k’.CAo= => Tìm p, q, r =>