Làm bông tuyết (hiện tượng thăng hoa và ngưng tụ)

Làm bông tuyết (hiện tượng thăng hoa và ngưng tụ)Bạn đã bao giờ thấy tuyết rơi chưa? Ở một nước nhiệt đới như Việt nam chúng ta thì cũng thỉnh thoảng lắm mới có tuyết rơi vào mùa đông trên những vùng núi cao (như Sapa chẳng hạn). Thế mà, với Hóa Học Vui, bạn sẽ có thể tự tạo ra tuyết đấy. Nhưng trước tiên, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu các dạng tồn tại của vật chất đã nhé. Vật chất tồn tại ở ba dạng khác nhau: rắn, lỏng và khí. Sự chuyển trực tiếp từ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Làm bông tuyết (hiện tượng thăng hoa và ngưng tụ) Làm bông tuyết (hiện tượng thăng hoa và ngưng tụ)Bạn đã bao giờ thấy tuyết rơi chưa? Ở một nước nhiệt đớinhư Việt nam chúng ta thì cũng thỉnh thoảng lắm mới cótuyết rơi vào mùa đông trên những vùng núi cao (như Sapachẳng hạn). Thế mà, với Hóa Học Vui, bạn sẽ có thể tự tạora tuyết đấy. Nhưng trước tiên, chúng ta hãy cùng nhau tìmhiểu các dạng tồn tại của vật chất đã nhé.Vật chất tồn tại ở ba dạng khác nhau: rắn, lỏng và khí. Sựchuyển trực tiếp từ thể rắn sang thể khí gọi là thăng hoa,quá trình ngược lại gọi là ngưng tụ.Bài thực nghiệm này minh họa hai quá trình chuyển hóanày. Sản phẩm của quá trình ngưng tụ tồn tại dưới dạng“tuyết” mà bạn các bạn vẫn nhìn thấy trong ngăn đá tủlạnh.1. Dụng cụ và hóa chất Một cốc thủy tinh Pyrex® (1 hoặc 2 L) Một tấm thủy tinh nhỏ, dùng để đậy lên trên mặt cốc Một bếp điện Khoảng 20 g axít benzoic C6H5 – COOH Một cành cây nhỏ Cồn y tế2. Quy trình tiến hành thựcnghiệm Cho vào cốc thủy tinh 20 . Sau đó, đặtg axít benzoiccành cây vào. Đặt tấm thủy tinh lênmiệng cốc (chú ý không đậykín cốc !). Đặt cốc lên bếp điện,chỉnh bếp điện đến khoảng 100°C (không đun nóng quánhiệt độ này). Quan sát sự thăng hoa của axit benzoic (khói) và sựngưng tụ của axit này trên cành cây dưới dạng tinh thể(không mở nắp thủy tinh ra). Khi thí nghiệm kết thúc, tưới cồn y tế lên trên cànhcây và thành phía trong của cốc thủy tinh để nó hòa tan axítbenzoic tinh thể, rồi rửa dụng cụ bằng nước.3. Giải thích hiện tượng Axít benzoic thăng hoa ở 100°C, chuyển trực tiếp từtrạng thái rắn sang khí mà không qua trạng thái lỏng. Hơiaxít ngưng tụ trong cốc thủy tinh và tạo thành một đám mù,rồi sau đó ngưng tụ thành dạng tinh thể (xem thí nghiệmtinh thể – san hô và thí nghiệm kết tinh nhanh trên tấm thủytinh). Các tinh thể axít benzoic phát triển ngay trên bề mặtrắn mà nó tiếp xúc (trên cành cây và mặt trong của cốc thủytinh nếu bề mặt này có một vài vết xước). Hình dạng của tinh thể rất giống với “tuyết” mà cácbạn nhìn thấy trong ngăng đá tủ lạnh. Thực ra, nước đácũng có thể thăng hoa và ngưng tụ thành những bông tuyết(tinh thể có dạng hình lục giác đều)̉. Ở các nước hàn đới,vào mùa đông, nhiệt độ xuống dưới 0°C, các bạn có thểlàm thí nghiệm này : tẩm nước vào một miếng vải rồi đưara ngoài trời, tấm vải sẽ khô đi, với điều kiện là trời hôm đócó một chút gió. Ngay cả khi nhiệt độ hóa hơi của một chất cao hơnnhiều so với nhiệt độ phòng, chất đó vẫn có thể hóa hơiđược. Sự bay hơi của một chất phụ thuộc vào áp suất hơibão hòa của chất đó, nghĩa là khả năng bay hơi của nó.Thính giác của bạn có thể cảm nhận được rất rõ điều này :axit benzoic có mùi cay : điều đó có nghĩa là một vài phântử khí của axit benzoic đã bay tới mũi bạn đấy !… Áp suất hơi bão hòa (khả năng bay hơi của một chất),nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của một chất phụ thuộcvào : Nhiệt độ : Một chất sẽ dễ bay hơi hơn nếu ta đunonóng nó. Áp suất : Một chất sẽ dễ bay hơi hơn nếu ta giảmoáp suất không khí xung quanh nó. Vào bản thân chất đó, đặc biệt là lực tương tácogiữa các phân tử (ví dụ lực van der Waals hoặc liên kếthydro).4. Những điều cần lưu ý Đeo kính bảo hiểm, khẩu trang và làm việc ở nơithoáng khí. Không bỏ nắp thủy tinh ra khi cốc đang nóng vì hơiaxít benzoic độc. Để cho cốc nguội rồi mới mở nắp. Không đóng kín cốc trong khi đun để tránh vỡ cốc nếuáp suất bên trong quá lớn. Nếu chẳng may bị dính axit benzoic, hãy rửa ngaybằng xà phòng và xối nhiều nước.