Giáo trình thực tập hóa lý part 3

Dụng cụ thí nghiệm (hình 5) gồm một bình cất (1) có hai cổ, một cổ cắm nhiệt kế (2), cổ thứ hai hơi nghiêng cắm sinh hàn (3). Vì sinh hàn gắn với cổ bình bằng nút nhám (4) nên có thể xoay sinh hàn sang vị trí khác (hình chấm chấm) để lấy hơi ngưng. Hơi ngưng được thu vào cốc cân nhỏ có nút nhám (5). Đổ một dung dịch có thành phần xác định ở trên vào bình (1). Bỏ vào bình vài viên đá bọt. Đun cách thuỷ cho đến khi dung dịch sôi...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình thực tập hóa lý part 3 21 Tiến hành thí nghiệm Dụng cụ thí nghiệm (hình 5) gồm một bình cất (1) có hai cổ, một cổ cắm nhiệt kế (2), cổ thứ hai hơi nghiêng cắm sinh hàn (3). Vì sinh hàn gắn với cổ bình bằng nút nhám (4) nên có thể xoay sinh hàn sang vị trí khác (hình chấm chấm) để lấy hơi ngưng. Hơi ngưng được thu vào cốc cân nhỏ có nút nhám (5). Đổ một dung dịch có thành phần xác định ở trên vào bình (1). Bỏ vào bình vài viên đá bọt. Đun cách thuỷ cho đến khi dung dịch sôi đều, chú ý không để sôi mạnh quá. Có thể dùng cách đếm giọt chất lỏng ngưng ở bầu nhiệt kế (2) để điều khiển tốc độ sôi (khoảng 30 giọt một phút). Khi nào tốc độ sôi đều và nhiệt độ ổn định thì ghi lấy giá trị nhiệt độ này (nhiệt độ sôi trước khi ngưng). Xoay nhanh ống sinh hàn về vị trí lấy mẫu, lấy 5 ÷ 6 giọt hơi ngưng vào cốc cân (5) đã sấy khô. Đậy ngay nắp cốc và quay sinh hàn về vị trí ban đầu đồng thời ghi nhiệt độ trên nhiệt kế (nhiệt độ sôi sau khi ngưng). Xác định chiết suất của hơi ngưng thu được. Đổ hỗn hợp lỏng trong bình (1) vào lọ chứa hỗn hợp thu hồi trong phòng thí nghiệm. Lặp lại quá trình chưng cất đối với các hỗn hợp đã pha ở trên. (Đối với các chất tinh khiết chỉ cần xác định nhiệt độ sôi mà không cần lấy hơi ngưng). Dựa vào đường chuẩn chiết suất - thành phần nội suy ra thành phần của hơi ngưng và ghi các kết qủa theo bảng mẫu 2. Bảng 2 Thành phần Nhiệt độ sôi Thành phần hỗn hợp lỏng hơi ngưng Chiết suất hơi ngưng Trước khi Sau khi Trung (% thể tích (% thể tích ngưng ngưng bình benzen) benzen) 0% 20 % 40 % 60 % 80 % 90 % 100 % Dùng giấy kẻ li biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt độ sôi (trung bình) vào thành phần hỗn hợp lỏng và thành phần hơi ngưng, thu được giản đồ cân bằng lỏng - hơi của hệ benzen - axeton ở áp suất khí quyển không đổi. 22 Bài số 5 TÍNH TAN HẠN CHẾ CỦA CHẤT LỎNG Mục đích − Xây dựng giản đồ độ tan của hai chất lỏng hoà tan hạn chế và xác định nhiệt độ hoà tan tới hạn. − Xây dựng giản đồ độ tan của hệ ba cấu tử hoà tan hạn chế. Lí thuyết Các chất lỏng có thể hoà tan hoàn toàn vào nhau (nước - etanol, benzen - cloroform – cacbon tetraclorua...), thực tế không hoà tan vào nhau (dầu hoả - nước, nước - thuỷ ngân - benzen,...) hoặc hoà tan hạn chế vào nhau (phenol - nước, nước - cloroform - axit axetic...). Ở đây chúng ta xét trường hợp hoà tan hạn chế. Hệ hai cấu tử 1. Giản đồ độ tan của hệ hai chất lỏng hoà tan hạn chế Xét hệ phenol - nước làm ví dụ. Ở mỗi nhiệt độ, độ hoà tan của phenol trong nước hoặc của nước trong phenol có giá trị xác định. Khi nhiệt độ tăng, độ tan của mỗi chất trong chất kia đều tăng. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ tan lẫn nhau của chúng ở P = const có dạng như hình 1, trong đó HK và IK là đường biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ tan của phenol trong nước và của nước trong phenol. Hai đường cắt nhau tại điểm K ứng với nhiệt độ tk, trên nhiệt độ đó phenol và nước hoà tan vào nhau theo bất kì tỉ lệ nào. Nhiệt độ tk được gọi là nhiệt độ tới hạn của sự hoà tan. Hình 1 Giản đồ tính tan hệ phenol - nước 23 Để hiểu rõ hơn giản đồ, ta xét những sự biến đổi xảy ra trong hệ khi thay đổi thành phần hỗn hợp ở một nhiệt độ nhất định. Giả sử lấy một lượng nước xác định ở nhiệt độ t1 (điểm A trên giản đồ). Thêm dần phenol vào nước, lúc đầu sẽ thu được một dung dịch đồng nhất phenol hoà tan trong nước, nhưng khi lượng phenol thêm vào đủ lớn (nồng độ dung dịch ứng với điểm B) nước sẽ bão hoà phenol và nếu tiếp tục thêm phenol hệ sẽ tách thành hai lớp: lớp cũ là dung dịch nước bão hoà phenol có thành phần ứng với điểm B (lớp B) và lớp mới là dung dịch phenol bão hoà nước có thành phần ứng với điểm C (lớp C). Vì độ tan của nước vào phenol hoặc của phenol vào nước ở mỗi nhiệt độ là xác định, không phụ thuộc vào lượng chất tan thêm vào, nên việc thêm tiếp tục phenol chỉ làm thay đổi lượng tương đối giữa hai lớp mà không làm thay đổi thành phần của hai lớp. Điều này được thấy rõ trên giản đồ: khi thêm dần phenol điểm biểu diễn của hệ dịch chuyển từ B đến C trong khi thành phần của hai lớp chất lỏng được biểu thị bằng c ...