TN hóa lý bài 1 spkt

1. 1
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM
KHOA CN HOÁ HỌC-THỰC PHẨM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC
THÍ NGHIỆM
HOÁ LÍ
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
BÀI 1: CÂN BẰNG LỎNG – LỎNG
GVHD: PGS.TS Nguyễn Vinh Tiến
I. MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM
- Nắm được nguyên tắc của phương pháp đa nhiệt.
- Hiểu được khái niệm nhiệt độ hòa tan tới hạn.
- Khảo sát được độ tan của hai chất lỏng hòa tan hạn chế vào nhau (phenol –
nước).
- Thiết lập được giản đồ pha “nhiệt độ - thành phần” của hệ.
- Nắm vững qui tắc đòn bẩy.
II. LÝ THUYẾT
- Xét hệ phenol – nước ở nhiệt độ cố định.
- Khi thêm dần phenol vào nước thì lúc đầu phenol hòa tan hoàn toàn trong nước,
hệ tạo thành một pha duy nhất (đồng thể). Nếu tiếp tục cho phenol vào tới một
nồng độ nào đó, nó không tan nữa và hệ phân ra làm hai lớp (pha): lớp phenol
bão hòa nước (ở dưới) và lớp nước bão hòa phenol (ở trên). Hai lớp chất lỏng
này được gọi là liên hợp nhau, khi lắc mạnh thì trộn lẫn vào nhau gây đục.
Ngày thí nghiệm: 26/04/2023 ĐIỂM
Lớp: 211281B Nhóm: 3
Tên: Trần Duy Khoa MSSV: 21128341
Tên: Đinh Nhật Hoàng MSSV: 21128337 Chữ ký GVHD
Tên: Đinh Thanh Trường MSSV: 21128261

2. 2
Hình 1
- Ở mỗi nhiệt độ, sự hòa tan của phenol trong nước và của nước trong phenol có
giá trị xác định. Khi nhiệt độ tăng, độ tan lẫn tăng. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng
của nhiệt độ tới độ tan lẫn (giản đồ nhiệt độ - thành phần) có dạng như hình 1
- aK và bK lần lượt biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ tan của phenol trong
nước (lớp nước) và của nước trong phenol (lớp phenol).
- K là điểm hòa tan tới hạn, tại đó thành phần của hai pha bằng nhau.
- TC được gọi là nhiệt độ hòa tan tới hạn. Đường cong aKb chia giản đồ thành
hai miền, miền trong (ghạch chéo) ứng với hệ dị thể (hai pha); miền ngoài là hệ
đồng thể.
- Có thể thiết lập giản đồ “nhiệt độ - thành phần” bằng hai cách:
a) Phương pháp đẳng nhiệt
- Giữ nhiệt độ của hệ không đổi, thay đổi thành phần của hệ (chẳng hạn thêm dần
phenol vào nước). xác định điểm hệ chuyển từ đồng thể sang dị thể và ngược
lại.
- Lắc mạnh lọ đừng hai chất lỏng này rồi ngâm trong bình điều nhiệt đã cố định
nhiệt độ, cho đến khi phân hoàn toàn thành hai pha (lớp). Sau đó phân tích định
lượng hai pha này.
b) Phương pháp đa nhiệt
- Với hỗn hợp có thành phần m chẳng hạn nằm trong vùng dị thể (hệ vẫn đục)
(Hình 1), tăng dần nhiệt độ. Đến nhiệt độ T thì hỗn hợp vẫn còn trong. Nhiệt độ
tiếp tục tăng, hỗn hợp vẫn trong. Vậy căn cứ vào nhiệt dộ bắt đầu trong hay bắt
đầu đục để xác định điểm b’.
- Làm thí nghiệm với những hỗn hợp có thành phần khác nhau sẽ xác định được
đường cong aKb.

3. 3
III. THỰC NGHIỆM
1. Dụng cụ và hóa chất:
Dụng cụ Số lượng Hóa chất Số lượng
Ống nghiệm lớn
Đũa khuấy vòng
Nút cao su
Becher 500 mL
Becher 100 mL
Nhiệt kế rượu 100C
Burette 25 mL
Bếp điện
Bình xịt nước cất
11
2
2
2
2
4
2
1
1
Phenol lỏng (nguy hiểm
gây bỏng da: rửa thật
nhiều nước nếu bị phenol
bám vào da.
2. Quy trình thí nghiệm:
Chú ý: không được rửa dụng cụ bằng nước trước khi tiến hành thí nghiệm.
Pha các hỗn hợp có thành phần theo bảng trong 11 ống nghiệm, khối lượng riêng của phenol
1,07 g/cm3
.
Ống 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Phenol
(mL)
0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6
Nước
(mL)
5.4 5.1 4.8 4.5 4.2 3.9 3.6 3.3 3.0 2.7 2.4

4. 4
Hình 2
- Lắp nhiệt kế và đũa khuấy vào ống nghiệm theo hình 2. Lưu ý không để bầu
nhiệt kế chạm đáy ống nghiệm. Nút kín ống nghiệm.
- Nhúng ống nghiệm vào cốc nước và đun nóng dần. Lúc đầu, khi hệ còn đục
nhiều, có thể cho nhiệt độ tăng nhanh và khuấy nhẹ. Quan sát sự thay đổi nhiệt
độ và sự biến đổi của hỗn hợp. Khi hỗn hợp sắp trong phải cho nhiệt độ tăng rất
chậm (không nhúng ống nghiệm quá lâu trong cốc nước) và khuấy mạnh hơn.
Giữ nhiệt độ cốc nước không quá 70 C.
- Ghi nhiệt độ khi hỗn hợp bắt đầu trong: sau đó cho t hạ từ từ (bằng cách nhấc
ống nghiệm ra khỏi cốc, tiếp tục khuấy). Ghi nhiệt độ lúc bắt đầu phát hiện vết
vẩn đục. Hai nhiệt độ này phải không được chênh lệch nhau nhiều hơn 0.5 C.
- Thực hiện trên mỗi ống nghiệm ba lần, lấy giá trị trung bình.
- Làm thí nghiệm xong rửa sạch dụng cụ và cho vào tủ sấy.
Chú ý:
+ Các thể tích phenol và nước cất phải được lấy thật chính xác.
+ Nhiệt kế luôn được ngâm trong hỗn hợp.
+ Phải lắc mạnh ống nghiệm trước khi quan sát hiện tượng.
+ Khi nhiệt độ hạ xuống khoảng 35 C mà chưa xuất hiện vẩn đục thì phải ngâm ống
nghiệm vào nước đá.
IV. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
❖ Kết quả thô
- Lập bảng ghi các giá trị nhiệt độ nhận được cho 11 ống nghiệm.
- Chuẩn bị các hỗn hợp phenol và nước: Theo thành phần khối lượng.
- Ở điều kiện nhiệt độ phòng 25ºC, ta có các giá trị về khối lượng riêng của
phenol và nước lần lượt là:
dnước = 0.997 g/ml
dphenol = 1.070 g/ml
- Ta có: mdd = V.d
- Từ đó ta có công thức xác định thành phần khối lượng của hệ phenol và nước
là:
𝐶% 𝑝ℎ𝑒𝑛𝑜𝑙 =
𝑚𝑑𝑑 𝑝ℎ𝑒𝑛𝑜𝑙
𝑚𝑑𝑑 𝑝ℎ𝑒𝑛𝑜𝑙 + 𝑚𝑛ướ𝑐
. 100 =
𝑑𝑝ℎ𝑒𝑛𝑜𝑙. 𝑉𝑑𝑑 𝑝ℎ𝑒𝑛𝑜𝑙
𝑑𝑝ℎ𝑒𝑛𝑜𝑙. 𝑉𝑑𝑑 𝑝ℎ𝑒𝑛𝑜𝑙 + 𝑑𝑛ướ𝑐. 𝑉𝑛ướ𝑐
.100
- Dựa thể tích của phenol và nước trong bảng thành phần phenol và nước ta tính
được:
Bảng 1: Nồng độ phần trăm khối lượng của hệ phenol – nước.
Ống 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

5. 5
C% phenol 10.7 15.9 21.2 26.3 31.5 36.6 41.7 46.8 51.8 56.7 61.7
C% nước 89.3 84.1 78.8 73.7 68.5 63.4 58.3 53.2 48.2 43.3 38.3
- Kết quả ba lần đo nhiệt độ trong của 11 ống nghiệm:
Ống 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Lần 1 39 45 53 60 61.5 65 63 55.5 52 49 43
Lần 2 38 45 53 59 62 65.5 63 56 53 49 42
Lần 3 38 46 52 60 62 65 64 57 54 50 44
Trung bình 38.3 45.3 52.7 59.7 61.8 65.2 63.3 56.2 53.0 49.3 43.0
Hình 1: Sự thay đổi nhiệt độ chuyển pha của hệ phenol – nước
- Kết quả ba lần đo nhiệt độ đục của 11 ống nghiệm
Ống 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Lần 1 39 45.5 52.5 59.8 61 64.5 62.5 55 52 48.5 42.5
Lần 2 37.5 44.5 53 58.5 62.5 65 62.5 56 53.5 49 42
Lần 3 38 45.5 52.7 59.5 61.5 65 63.5 56.5 53.5 50 43.5
Trung bình 38.2 45.2 52.7 59.3 61.7 64.8 62.8 55.8 53.0 49.2 42.7
38.3
45.3
52.7
59.7
61.8
65.2 63.3
56.2
53.0
49.3
43.0
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
0 10 20 30 40 50 60 70
Nhiệt
độ
chuyển
pha
(
o
C)
C% phenol

6. 6
Hình 2: Sự thay đổi nhiệt độ chuyển sang đục của hệ phenol – nước
- Nhiệt độ trung bình tại các thời điểm của các hệ phenol – nước.
Bảng 2: Nhiệt độ trung bình tại các thời điểm của các hệ phenol – nước.
Ống 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Nhiệt độ trong
trung bình (oC) 38.3 45.3 52.7 59.7 61.8 65.2 63.3 56.2 53.0 49.3 43.0
Nhiệt độ đục
trung bình (oC) 38.2 45.2 52.7 59.3 61.7 64.8 62.8 55.8 53.0 49.2 42.7
Trung bình 38.3 45.3 52.7 59.5 61.8 65.0 63.1 56.0 53.0 49.3 42.8
Hình 3: Sự thay đổi nhiệt độ tới hạn TC của các hệ phenol – nước.
❖ Nhận xét đồ thị
- Nhiệt độ tới hạn TC = 65.0 o
C tương ứng với ống số 6 thành phần gồm tỉ lệ
thành phần khối lượng của phenol và nước là 36.6 : 63.4 .
38.2
45.2
52.7
59.3
61.7
64.8
62.8
55.8
53.0
49.2
42.7
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
0 10 20 30 40 50 60 70
Nhiệt
độ
chuyển
sang
đục
(
o
C)
C% phenol
38.3
45.3
52.7
59.5
61.8
65.0 63.1
56.0
53.0
49.3
42.8
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
0 10 20 30 40 50 60 70
Nhiệt
độ
tới
hạn
T
C
(
o
C)
C% phenol

7. 7
- Khi phần trăm khối lượng của phenol ngày càng tăng thì khi đặt đến khoảng
phần trăm phenol và nước gần bằng nhau ta sẽ thu được có được nhiệt độ hòa
tan tới hạn nhưng trên thực tế khi làm thí nghiệm ta lại có được nhiệt độ tới
hạn sớm hơn lý thuyết khi phần trăm khối lượng phenol còn thấp và phần trăm
nước cao.
- Các số liệu đo được không có độ chênh lệch cao.
- Ban đầu, khi mà phần trăm khối lượng của phenol trong hệ tăng thì nhận thấy
nhiệt độ mà hệ chuyển từ vùng dị thể sang vùng đồng thể (hỗn hợp chuyển từ
đục sang trong) tăng dần. Tuy nhiên nhiệt độ lúc đầu tăng nhanh nhưng khi
sắp đến điểm bão hòa phenol trong nước thì tốc độ tăng nhiệt độ chậm dần.
V. CÂU HỎI ÔN TẬP
Câu 1: Tính số bậc tự do của hệ thống trong các vùng, nêu rõ ý nghĩa.
- Dựa vào quy tắc pha Gibbs: C = k - f + n
k: số cấu tử
f: số pha
n: số thông số bên ngoài tác động vào hệ
- Xét vùng đồng thể: C = k – f + n = 2 – 2 + 1 = 1
- Ý nghĩa: Là trong vùng đồng thể chúng ta có thể thay đổi tự do 1 thông số (
nhiệt độ hoặc thành phần) bên ngoài mà không làm thay đổi số và bản chất các
pha. Nếu thay đổi cả nhiệt độ và thành phần cùng một lúc thì sẽ thay đổi số
pha (f=1) thì phenol và nước sẽ hòa tan vào nhau
- Xét vùng dị thể: C = k – f + n = 2 – 1 + 1 = 2
- Ý nghĩa: Cho biết vùng dị thể của hệ phenol – nước sẽ không thay đổi khi tự
do thay đổi cả thành phần và nhiệt độ
Câu 2: Nêu các sai số có thể xảy ra trong thí nghiệm và cách khắc phục.
Những lí do làm ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm:
+ Bếp gia nhiệt không đều.
+ Khó quan sát độ trong đục của hỗn hợp số 1 phenol ít nước nhiều.
+ Thành phần của hỗn hợp chưa chính xác có thể do dụng cụ hoặc do thao tác thí
nghiệm
+ Thao tác thí nghiệm sai.
+ Đọc thông số nhiệt độ trên nhiệt kế chưa thật chính xác.
Các khắc phục những lỗi sai trên:
+ Cần gia nhiệt cẩn thận từ từ để giữ cho thí nghiệm ổn định
+ Người thực hiện thí nghiệm cần biết tiêu chuẩn trong đục để xác định chính xác
nhất.
+ Đọc bài thí nghiệm thật kĩ để thao tác chính xác.
+ Khi đọc nhiệt kế phải để tầm mắt ngang với nhiệt kế để đọc thông số chính xác
nhất.
----------HẾT----------