XÂY DỰNG GIẢN ĐỒ PHA CHO 3 HỆ CẤU TỬ LỎNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC BÁO CÁO THỰC HÀNH HĨA LÝ Bài 2: Xây dựng giản đồ pha cho hệ cấu tử lỏng GVHD: Phạm Hoàng Ái Lệ Thực hiện: Phan Nguyễn Hồng Lam Bài 2: Xây dựng giản đồ pha cho hệ cấu tử lỏng * Mục đích thí nghiệm: - Khảo sát hòa tan có giới hạn hệ cấu tử lỏng nhiệt độ phòng - Xây dựng giản đồ hòa tan đẳng nhiệt hệ C6H6 - C2H5OH - H2O - Nắm rõ cách xử lý số liệu, cách xây dựng giản đồ pha - Nắm rõ kĩ thuật, yêu cầu phòng thí nghiệm * Cơ sở lý thuyết: Giản đồ pha gọi biểu đồ trạng thái đồ thị mô tả phụ thuộc thông số trạng thái hệ nằm cân pha Phân loại hệ cấu tử lỏng: - Hệ cấu tử lỏng hòa tan hồn tồn (H2O – C2H5OH – C3H6O) - Hệ có cặp hòa tan khơng hồn tồn (H 2O – C6H5OH – C3H6O) - Hệ có cặp hòa tan hạn chế cặp khác hòa tan khơng hồn tồn (H2O – CHCl3 – CH3COOH) - Hệ có cặp hòa tan hồn tồn cặp khác hòa tan hạn chế (H2O – C6H5OH – C3H6O) - Hệ cấu tử hòa tan hạn chế (H2O – C6H5NH2 – C6H14) - Hệ cấu tử hệ cấu tử hòa tan khơng hồn tồn vào (H 2O – Hg- C6H6) -Hòa tan hồn tồn: chất lỏng hòa tan vơ hạn với -Hòa tan khơng hồn tồn: nồng độ giới hạn chất bão hòa Khơng hòa tan vào gây tượng tách lớp -Hòa tan hạn chế: chất lỏng khó hòa tan vào nhau, muốn hòa tan dễ dàng Phải có điều kiện thích hợp -Hòa tan khơng hồn tồn: chất khơng hòa tan điều kiện Lưu ý: xét hệ thuộc dạng cần ý đến điều kiện (nhiệt độ) mà hệ xét Sự thay đổi nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến độ hòa tan chất lỏng làm thay đổi dạng giản đồ Giản đồ pha hệ cấu tử cách xác định thành phần cấu tử * Phương pháp Bozebom - Ba đỉnh tam giác biểu diễn thành phần cấu tử nguyên chất - Các cạnh biểu diễn thành phần cấu tử tương ứng - Các điểm bên biểu diễn thành phần hệ cấu tử * Phương pháp Gibbs - Từ điểm P kẻ đường vng góc Pa, Pb, Pc xuống cạnh BC, AC, AB - Độ dài Pa: biểu diễn thành phần cấu tử A hỗn hợp - Độ dài Pb: biểu diễn thành phần cấu tử B hỗn hợp - Độ dài Pc: biểu diễn thành phần cấu tử C hỗn hợp * Giản đồ pha hệ cấu tử lỏng có cặp hòa tan hạn chế: Xét hệ cấu tử C6H6 – H2O – C2H5OH tương ứng đỉnh A – B – C (như hình vẽ) Vùng nằm đường cong aKb hệ dị thể gồm pha nằm cân bằng, gọi dung dịch liên hợp - Điểm K gọi điểm hòa tan tới hạn đẳng nhiệt, dung dịch liên hợp có thành phần - Vùng nằm đường cong aKb hệ đồng thể gồm pha * Cách tiến hành thí nghiệm: Thêm vào erlen lượng hóa chất theo bảng Thêm dần cấu tử thứ vào hệ hai cấu tử erlen số 1( thêm giọt) Lắc quan sát sau lần thêm Khi dung dịch erlen chuyển sang dị thể dừng lại Ghi thể tích cấu tử thứ dùng  Tiến hành tương tự với erlen khác * Lưu ý  Rửa sấy khơ hồn tồn erlen trước thí nghiệm  Khi tiến hành lắc dung dịch không để hóa chất dính thành bình đổ ngồi  Dị thể: dung dịch chuyển từ sang đục xuất hạt lỏng li ti không tan bề mặt  Ta dung mẩu giấy trắng để phía erlen để dễ dàng quan sát thay đổi dung dịch  Vì benzene độc nên sử dụng phải cẩn thận * Cách xử lý số liệu xây dựng giản đồ pha Đối với hệ gồm cấu tử ban đầu - Xác định điểm m A-C cách tính % khối lượng C 6H6 C2H5OH %m C6 H  d C6 H VC6 H d C6H6 VC6H6  d C2H5OH VC2H5OH 100 => xác định điểm m A-C, nối điểm m với đỉnh B Khi thêm cấu tử thứ - Xác định lại % khối lượng củad2H Otrong VH O3 cấu tử %m H 2O  2 d C6 H VC6 H  d C H 5OH VC H 5OH  d H 2O VH 2O %m 100 -Áp dụng phương pháp Bozebom từ % khối lượng H2O, C6H6 để tìm giao điểm M điểm biểu diễn thành phần hệ -Áp dụng phương pháp Gibbs để tìm điểm a2 giao điểm Mc mB Ta làm tương tự với erlen lại, xác định thêm giao điểm nữa, sau nối giao điểm với ta đường cong aKb -Khi thêm dần cấu tử B vào hệ m chạy phía B, từ m đến a2 hệ đồng thể, a2 hệ chuyển từ đồng thể sang dị thể -Tương tự thêm dần cấu tử A vào hệ n chạy phía A, đến điểm b1 hệ chuyển từ đồng thể sang dị thể * Kết luận: Bằng cách thêm dần cấu tử thứ vào hệ cấu tử có thành phần xác định điều kiện đẳng nhiệt, đẳng áp, ta khảo sát thiết lập giản đồ pha hệ cấu tử lỏng tan lẫn có giới hạn