Đang tải... (xem toàn văn)
I. MỤC ĐÍCHXác định phân tử khối của chất tan bằng phương pháp nghiệm lạnh, cụ thể là chất tannaphtalenII. LÝ THUYẾTDựa vào phương pháp nghiệm lạnh để xác định phân tử lượng của chất tanĐối với dung dịch lỏng chứa chất tan không bay hơi, một phần bề mặt thoáng bị chiếmchỗ bởi các phân tử chất tan nên có sự giảm áp suất hơi bão hòa của dung dịch so vớidung môi nguyên chất khi xét ở cùng một nhiệt độ.Do sự giảm áp suất hơi bão hòa của dung dịch so với dung môi nên có sự tăng nhiệt độsôi và hạ nhiệt độ đông( trong bài này ta chỉ đề cập đến độ hạ nhiệt độ đông)Chất lỏng đông đặc khi áp suất hơi bão hòa trên pha lỏng bằng áp suất hơi bão hòa trênpha rắn nằm cân bằng với nó.Độ đông đặc của dung dịch tỷ lệ với nồng độ chất tan trong dung dịchΔTđ= Tđ(0) Tđ(1)=Kđ.CKđ =( M.R(Tđ(0))2)1000. ΔHbh)Trong đó :Kđlà hằng số nghiệm đôngM là phân tử khối của dung môiΔHbh là nhiệt hóa hơi riêng của dung môiNếu gọi m1, m2 lần lượt là số gam dung môi và chất tan, M là phân tử lượng của chất tanthì nồng độ molan của chất tan được xác định:C =( m2.1000)M.m1)=> M =(Kđ.m2.1000)m1. ΔTđ) ()Công thức () là cơ sở để xác định phân tử lượng của chất tan không bay hơi dựa vàođộ giảm nhiệt độ đông của dung dịchViệc xác định nhiệt độ đông thu được kết quả chính xác hơn nên thường được dung đểxác định phân tử lượng.vì phương pháp nghiệm đông tiến hành dễ dàng hơn: ( phương pháp nghiệm sôi càn đunsôi dd đến nhiệt độ cao nên khó điều chỉnh nhiệt độ cho thích hợp với nhiệt kế). Và đa sốcác dung dịch đều có Kđ>Ks do đó khi xác định ΔTs và ΔTđ thì ΔTđ có giá trị lớn hơn nênđộ chính xác cao hơn
ĐẠI HỌC H́ BẢN TƯỜNG TRÌNH HĨA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Bản tường trình số 1: PHƯƠNG PHÁP KHOA HÓA HỌC NGHIỆM LẠNH Thứ hai, ngày 12, tháng 11, năm 2013 Bộ mơn: HĨA LÝ Họ tên sv: Mai Quang Hồng I MỤC ĐÍCH Xác định phân tử khối chất tan phương pháp nghiệm lạnh, cụ thể chất tan naphtalen II LÝ THUYẾT Dựa vào phương pháp nghiệm lạnh để xác định phân tử lượng chất tan Đối với dung dịch lỏng chứa chất tan khơng bay hơi, phần bề mặt thống bị chiếm chỗ phân tử chất tan nên có giảm áp suất bão hòa dung dịch so với dung môi nguyên chất xét nhiệt độ Do giảm áp suất bão hòa dung dịch so với dung mơi nên có tăng nhiệt độ sơi hạ nhiệt độ đông( ta đề cập đến độ hạ nhiệt độ đông) Chất lỏng đông đặc áp suất bão hòa pha lỏng áp suất bão hòa pha rắn nằm cân với Độ đơng đặc dung dịch tỷ lệ với nồng độ chất tan dung dịch ΔTđ = Tđ(0)- Tđ(1)=Kđ.C Kđ =( M.R(Tđ(0))2)/1000 ΔHbh) Trong :Kđ số nghiệm đông M phân tử khối dung mơi ΔHbh nhiệt hóa riêng dung mơi Nếu gọi m1, m2 số gam dung môi chất tan, M phân tử lượng chất tan nồng độ molan chất tan xác định: C =( m2.1000)/M.m1) => M =(Kđ.m2.1000)/m1 ΔTđ) (*) Công thức (*) sở để xác định phân tử lượng chất tan không bay dựa vào độ giảm nhiệt độ đông dung dịch Việc xác định nhiệt độ đơng thu kết xác nên thường dung để xác định phân tử lượng phương pháp nghiệm đơng tiến hành dễ dàng hơn: ( phương pháp nghiệm sôi càn đun sôi dd đến nhiệt độ cao nên khó điều chỉnh nhiệt độ cho thích hợp với nhiệt kế) Và đa số dung dịch có Kđ>Ks xác định ΔTs ΔTđ ΔTđ có giá trị lớn nên độ xác cao III TIẾN HÀNH 1.TÊN THÍ HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT NGHIỆM 4.GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC Thí nghiệm Lấy 6ml benzen ngun chất cho Hiện tượng chậm đông benzen 1: vào ống nghiệm sạch, khô cho tượng nhiệt độ giảm xuống 50C,benzen Xác định vừa ngập bầu nhiệt kế chưa kết tinh, nhiệt độ tiếp tục hạ xuống nhiệt độ kết Sau đặt ống nghiệm vào 1-20C benzen chưa đông đặc, lúc ta tinh phích nước đá, theo dõi độ hạ tạo mầm kết tinh( khuấy nhẹ nhiệt kế, gõ vào dung môi nhiệt độ cách 30 giây thành ống nghiệm…) cho kết tinh benzen nguyên chất: ghi nhiệt độ lần, ta thu chậm đông xảy ra, nhiệt độ kết tinh tăng benzen nhanh đạt tới điểm đơng đặc kết sau Cách tiến Thờ Nhi Thờ Nhi dừng lại, benzen kết tinh điểm đông đặc hành: i ệt i ệt nhiệt độ khơng đổi, kết tinh hồn Tài liệu: gian độ gian độ tồn nhiệt độ tiếp tục giảm giáo trình thực tập hóa (0c) t1 5,5 t11 (0c) Nhìn vào bảng số liệu thu bên, ta 4,5 thấy thí nghiệm kết tinh benzen có tượng lý – trang 16 17-III.2.1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 4,7 3,6 3,3 2,5 2,4 1,5 t12 t13 t14 t15 t16 t17 t18 t19 T20 4,5 4,5 4,5 4,5 3,5 3,3 3,3 2,4 Chú ý: phải lấy benzen hồn tồn tinh khiết, ngun chất, khơng lẫn tạp chất ống nghiệm phải sấy khô, không dính bụi, nước Làm với mục đích thí nghiệm cho benzen kết tinh xảy tượng chậm đơng, yếu tố tạo mầm kết tinh khơng xảy tượng chậm đông chậm đông: Cụ thể là: thời điểm t2=4,70c benzen chưa có dấu hiệu kết tinh, nhiệt độ tiếp tục hạ xuống t10=10c chưa kết tinh( điểm đông đặc 50c mà chưa kết tinh) , lúc ta tác động vào thành ống nghiệm cách gõ nhẹ nhiệt độ tăng mạnh t11=4,50c, nhiệt độ benzen đông đặc nhiệt độ khơng thay đổi t11=t12=t13=t14=t15=4,50c, đơng đặc hồn tồn ( benzen đơng cứng) nhiệt độ tiếp tục hạ t16=40c, t18=3,30c, t20=2,40c kết luận:qua thực nghiệm ta thấy benzene đông đặc 4,50c, Dựa vào bảng số liệu bên ta vẽ giản đồ thể đường cong kết tinh dung mơi benzen ngun nhân có tượng chậm đơng : Vì dung mơi benzen lấy tinh khiết, không chứa tạp chất, ống nghiệm sấy khơ ráo, khơng có bụi, khơng có yếu tố tạo mầm kết tinh q trình làm thí nghiệm kết tinh dung môi, nên kết theo dõi trình đơng đặc dung mơi benzene có tượng chậm đơng 1.TÊN THÍ HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT NGHIỆM 4.GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC Thí nghiệm Cân 0,2 gam naphtalen hòa Nhìn vào bảng số liệu thu bên, ta thấy tan ống nghiệm chứa thí nghiệm kết tinh dung dịch benzen- Xác định benzen thí nghiệm trên, sau naphtalen có tượng chậm đông: nhiệt độ kết đặt ống nghiệm vào phích tinh nước đá, theo dõi độ hạ nhiệt độ thời điểm t1=5,50c đến t2=30c dung dịch dung cách 30 giây ghi nhiệt chưa kết tinh, nhiệt độ tiếp tục hạ Cụ thể là: dịch:benzen- độ lần, ta thu kết xuống t4=1,50c chưa kết tinh, lúc ta tác naphtalen động vào thành ống nghiệm cách gõ nhẹ sau Cách tiến Thờ Nhi Thờ Nhi nhiệt độ tăng lên t5=2,50c, nhiệt độ hành: i ệt i ệt dung dịch đóng rắn nhiệt độ không thay đổi Tài liệu: gian độ gian độ t5=t6=t7=t8=t9=2,50c, đơng đặc hồn tồn (0c) ( benzen đơng cứng) nhiệt độ tiếp tục hạ 2,5 2,5 2,4 2,2 2,2 2,1 t11=2,20c, t14=20c, giáo trình thực tập hóa lý – trang 16 17-III.2.2 (0c) t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 5,5 1,5 2,5 2,5 2,5 t8 t9 t10 t11 t12 t13 t14 Dựa vào bảng số liệu bên ta vẽ giản đồ thể đường cong kết tinh dung dịch benzen-naphtalen để xác định điểm đông đặc dung dịch sau: Giản đồ Đường cong kết tinh dung môi nguyên chất: benzen 0 10 15 20 25 1 10 11 12 13 14 15 Ngọai suy tuyến tính đường cong kết tinh dung dịch benzene-naphtalen ta xác định điểm đông đặc dung dịch 2,90c Áp dụng công thức tính phân tử lượng chất tan thơng qua phương pháp nghiệm lạnh: M =(Kđ.m2.1000)/m1 ΔTđ) Trong đó: K số nghiệm đông benzene, 5,07 m2 khối lượng naphtalen, 0,2 g m1 khối lượng dung mơi, m1=V.D=6.0,8786=5,2716 g V thể tích benzene Bằng 6ml, D khối lượng riêng benzen 0,8786 g/cm3 ΔTđ độ hạ nhiệt độ đơng, Tđ(benzene) – Tđ(naphtalen)=4,5-2,9=1,60C Từ ta tính phân tử lượng naphtalen M=((5,07 0,2 1000)/5,2716.1,6)=120 g/mol Theo lí thuyết naphtalen có phân tử lượng 128 g/mol , khác với thục nghiệm thu 120, có khác sai số q trình tiến hành thí nghiệm như: nhiệt kế đọc nhiệt độ khơng xác, thời gian chưa xác, tác nhân nước, bụi, làm lại thí nghiệm nhiều lần, cân naphtalen… ... nhiệt độ đơng thu kết xác nên thường dung để xác định phân tử lượng phương pháp nghiệm đơng tiến hành dễ dàng hơn: ( phương pháp nghiệm sôi càn đun sôi dd đến nhiệt độ cao nên khó điều chỉnh nhiệt... THÍ HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT NGHIỆM 4.GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC Thí nghiệm Cân 0,2 gam naphtalen hòa Nhìn vào bảng số liệu thu bên, ta thấy tan ống nghiệm chứa thí nghiệm kết tinh dung dịch... 2,90c Áp dụng công thức tính phân tử lượng chất tan thơng qua phương pháp nghiệm lạnh: M =(Kđ.m2.1000)/m1 ΔTđ) Trong đó: K số nghiệm đông benzene, 5,07 m2 khối lượng naphtalen, 0,2 g m1 khối