BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CÂN BẰNG LỎNG LỎNG

Thí nghiệm Hóa Lý, môn thí nghiệm tập hợp các quá trình hóa học, vật lý tiền đề cho các môn Quá trình thiết bị truyền nhiệt, truyền khối. Đây là báo cáo kết quả thí nghiệm nên số liệu chỉ mang tính chất tham khảo, người đọc nên có chọn lọc. Xin chân thành cảm ơn.

06/04/2021 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ BÀI 1: CÂN BẰNG LỎNG – LỎNG I II MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM  Nắm nguyên tắc phương pháp đa nhiệt  Hiểu khái niệm nhiệt độ hòa tan tới hạn  Khảo sát độ tan hai chất lỏng hòa tan hạn chế vào (phenol – nước)  Thiết lập giản đồ pha “nhiệt độ - thành phần” hệ  Nắm vững qui tắc đòn bẩy GIỚI THIỆU Xét hệ phenol – nước nhiệt độ cố định Khi thêm dần phenol vào nước lúc đầu phenol hịa tan hồn tồn nước, hệ tạo thành pha (đồng thể) Nếu tiếp tục cho phenol vào tới nồng độ đó, khơng tan mà phân làm hai lớp (pha): lớp phenol bão hòa nước (ở dưới) lớp nước bão hòa phenol (ở trên) Hai lớp chất lỏng gọi liên hợp nhau, lắc mạnh trộn lẫn vào gây đục Ở nhiệt độ, hòa tan phenol nước nước phenol có giá trị xác định Khi nhiệt độ tăng, độ tan lẫn tăng Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ tới độ tan lẫn (giản đồ nhiệt độ - thành phần) có dạng hình 06/04/2021 - aK bK biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ đến độ tan phenol nước (lớp nước) nước phenol (lớp phenol) K điểm hịa tan tới hạn, thành phần hai pha Tc gọi nhiệt độ hòa tan tới hạn Đường cong aKb chia giản đồ thành hai miền, miền (gạch chéo) ứng với hệ dị thể (hai pha); miền hệ đồng thể Có thể thiết lập giản đồ “nhiệt độ - thành phần” hai cách: a) Phương pháp đằng nhiệt Giữ nhiệt độ hệ không đổi, thay đổi thành phần hệ (chẳng hạn thêm dần phenol vào nước) xác định điểm hệ chuyển từ đồng thể sang dị thể ngược lại Lắc mạnh lọ đựng hai chất ngâm bình điều nhiệt cố định nhiệt độ, phân hoàn toàn thành hai pha (lớp) Sau phân tích định lượng hai pha b) Phương pháp đa nhiệt Với hỗn hợp có thành phần m chẳng hạn nằm vùng dị thể (hệ đục) ( Hình 1), tăng dần nhiệt độ Đến nhiệt độ T hỗn hợp chuyển sang đồng thể (đục  trong) Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ hỗn hợp Sau làm giảm nhiệt độ hỗn hợp chuyển sang đục Vậy vào nhiệt độ bắt đầu hay bắt đầu đục để xác định điểm b’ Làm thí nghiệm với thành phần hỗn hợp khác xác định đường cong aKb 06/04/2021 III THỰC NGHIỆM a Hóa chất dụng cụ: Dụng cụ Số lượng Ống nghiệm lớn 11 Đũa khuấy vòng 02 Nút cao su 02 Becher 500mL 02 Becher 100mL 02 Nhiệt kế rượu 100oC 04 Burette 25mL 02 Bếp điện Bình xịt nước cất 01 01 Hóa chất Phenol lỏng (nguy hiểm gây bỏng da: rửa thật nhiều nước bị phenol bám vào da Số lượng 06/04/2021 b Qui trình thí nghiệm: Pha hỗn hợp sau vào 11 ống nghiệm Ống Phenol (mL) 0.6 0.9 1.2 1.5 Nước (mL) 5.4 5.1 4.8 4.5 10 11 1.8 2.1 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 4.2 3.9 3.6 3.3 3.0 2.7 2.4 Lắp theo sơ đồ hình Hình Sơ đồ bố trí thí nghiệm Nhúng ống nghiệm vào cốc nước, đun nóng dần khuấy Ghi nhiệt độ bắt đầu Nhấc ống nghiệm khỏi cốc, tiếp tục khuấy Hai nhiệt độ không chênh nhiều 0.5oC 06/04/2021 Ghi nhiệt độ lúc bắt đầu phát vẩn đục IV  Thí nghiệm lần, lấy giá trị trung bình KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN a Kết thô: Bảng Kết ghi nhận nhiệt độ thay đổi 11 ống nghiệm Ống 10 Nhiệt Lần 51 64 65.5 67.1 67.5 68.2 66.7 64.7 62 54.6 độ bắt đầu Lần 51.5 63.2 65.4 67.2 67.6 68.1 66.5 64.9 62.2 55 (oC) Lần 51 63 65.8 67.3 67.8 68.4 66.2 65 62.5 55.1 Nhiệt Lần 50.5 63.8 65.3 67 67.4 68.1 66.6 64.5 61.7 54.5 độ bắt đầu Lần 51.3 63 65.1 67 67.4 68 66.4 64.8 62 54.8 đục (oC) Lần 50.6 62.9 65.7 67.1 67.5 68.1 66 64.9 62.1 54.9 b Kết sau xử lí: Khối lượng riêng phenol (d = 1,07 g/cm3)  mphenol = dphenol x V Khối lượng riêng nước (d = g/cm3)  mnước = dnước x V % m phenol = mddphenol m dd phenol+mdd nước % m nước = 100 - %m phenol 11 47.5 47.5 47.2 47 47.1 46.8 06/04/2021 Bảng Khối lượng phenol nước ống Ống Phenol (mL) Nước (mL) Phenol (mg) Nước (mg) 10 11 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 5.4 5.1 4.8 4.5 4.2 3.9 3.6 3.3 3.0 2.7 2.4 0.642 0.963 1.284 1.605 1.926 2.247 2.568 2.889 3.21 3.531 3.852 5.4 5.1 4.8 4.5 4.2 3.9 3.6 3.3 3.0 2.7 2.4 Bảng Phần trăng khối lượng hỗn hợp phenol – nước ống Ống Phần trăm khối lượng phenol (%) Phần trăm khối lượng nước (%) 10,6 89,4 15,9 84,1 21,1 78,9 26,3 73,7 31,4 68,6 36,6 63,4 41,6 58,4 46,7 53,3 51,7 48,3 10 56,7 43,3 11 61,6 38,4 06/04/2021 Bảng Giá trị trung bình nhiệt độ thay đổi 11 ống nghiệm qua lần thí nghiệm Ống 10 11 Nhiệt độ bắt đầu (oC) 51.2 63.4 65.6 67.2 67.6 68.2 66.5 64.9 62.2 54.9 47.4 Nhiệt độ bắt đầu đục (oC) 50.8 63.2 65.4 67 67.4 68.1 66.3 64.7 61.9 54.7 47 Kết thí nghiệm: Nhiệt độ tới hạn hòa tan phenol nước: t = 68.3oC Thành phần (%) tới hạn phenol nước 36.6% thành phầ (%) tới hạn nước phenol 63.4% tương ứng với ống số c Nhận xét kết quả: mối quan hệ thông số khảo sát (tăng, giảm, không đổi ), kết thực nghiệm so với lý thuyết có phù hợp khơng hay có điểm bất hợp lí? d Các khó khăn gặp phải q trình thực nghiệm biện pháp khắc phục: - Các thể tích phenol nước cất phải lấy thật xác - Nhiệt kế ngâm hỗn hợp - Phải lắc mạnh ống nghiệm trước quan sát tượng - Khi nhiệt độ hạ xuống khoảng 35oC mà chưa xuất vẩn đục phải ngâm ống nghiệm vào nước đá V TRẢ LỜI CÂU HỎI Tính số bậc tự hệ thống vùng, nêu rõ ý nghĩa  Vùng đồng thể - Số cấu tử k = - Số pha f = - Số bậc tự C = k – f + = – + = - Ý nghĩa Là vùng đồng thể thay đổi tự thơng số (nhiệt độ thành phần) bên ngồi mà không làm thay đổi số 06/04/2021 chất pha Nếu thay đổi nhiệt độ thành phần lúc thay đổi số pha (f = 1) phenol nước hịa tan vào  Vùng dị thể - Số cấu tử k = - Số pha f = - Số bậc tự C = k – f + = 2- + = - Ý nghĩa: Cho biết vùng dị thể hệ phenol – nước không thay đổi tự thay đổi thành phần nhiệt độ Với: C: bậc tự k = r – q: số cấu tử f: số pha Nêu sai số xảy thí nghiệm cách khắc phục Trong thí nghiệm tồn số sai số xảy ra: Sai số hệ thống Là sai số mắc phải nguyên nhân biết dụng cụ đo (buret, pipet, bình định mức, cân, máy đo, ) nồng độ dung dịch chuẩn không đúng, phương pháp xác định có khuyết điểm, di người phân tích cách đọc, nhận màu, Sai số hệ thống gây ảnh hưởng lên độ phép phân tích ảnh hưởng thường có tính chiều Có thể xác định sai số hệ thống, giả, loại trừ hay hiệu chỉnh lại loại sai số xác định nguyên nhân Cách khắc phục: - Dùng dụng cụ đo khơng hỏng hóc - Tập trung xem nhiệt độ Sai số ngẫu nhiên Là sai số gây ảnh hưởng đến độ lặp lại phép xác định không theo quy luật cả, nguyên nhân không cố định khơng dự đốn Sai số ngẫu nhiên ln ln có đơi sai số nên ta không xác định sai số hệ thống Chỉ giảm sai số ngẫu nhiên cách tăng số lần xác định Sai số xem khơng cịn số lần xác định tăng đến vô hạn Cách khắc phục: - Thực tủ hút - Thực nhiều lần lấy giá trị trung bình - Khơng tăng nhiệt độ q cao làm tăng nhiệt độ đột ngột - Làm thao tác - Các dụng cụ phải Sai số thô 06/04/2021 Là sai số bất thường Nó dạng sai số ngẫu nhiên Cần phải biết nguyên nhân để hiệu chỉnh hay loại bỏ giá trị bị vi phạm sai số Cách khắc phục: - Tập trung lúc thí nghiệm - Đọc hiểu nội dung thí nghiệm để có thao tác chuẩn ... nhiệt độ lúc bắt đầu phát vẩn đục IV  Thí nghiệm lần, lấy giá trị trung bình KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN a Kết thô: Bảng Kết ghi nhận nhiệt độ thay đổi 11 ống nghiệm Ống 10 Nhiệt Lần 51 64 65.5 67.1... pha Nêu sai số xảy thí nghiệm cách khắc phục Trong thí nghiệm tồn số sai số xảy ra: Sai số hệ thống Là sai số mắc phải nguyên nhân biết dụng cụ đo (buret, pipet, bình định mức, cân, máy đo, ) nồng... 3.0 2.7 2.4 Lắp theo sơ đồ hình Hình Sơ đồ bố trí thí nghiệm Nhúng ống nghiệm vào cốc nước, đun nóng dần khuấy Ghi nhiệt độ bắt đầu Nhấc ống nghiệm khỏi cốc, tiếp tục khuấy Hai nhiệt độ không