BÁO cáo THÍ NGHIỆM hóa lý bài 1 nhiệt phản ứng bài 2 hấp phụ trên ranh giới lỏng – rắn

DANH MỤC BẢNG BIỂU BẢNGBảng 2.1 Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm Trang 16 Bảng 2.2 Tỉ lệ acid acetic và nước cất trong dung dịch pha loãng Trang 16 Bảng 2.3 Kết quả thô khi chuẩn độ dung dịc

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

··· ☼···

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA LÝ

Trang 2

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat

Trang 3

BÁO CÁO KẾT QUẢ LÀM VIỆC NHÓM

Bài 2: Hấp phụ trên ranh

Trang 5

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA LÝ GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

LỜI TÓM TẮT

Để hoàn thành báo cáo này, ngoài sự cố gắng của các thành viên trong nhóm,không thể không kể đến sự hỗ trợ tận tình từ mọi người dù trực tiếp hay gián tiếp.Trong suốt khoảng thời gian học tập, các thành viên của nhóm đã nhận được rất nhiều

sự quan tâm, giúp đỡ từ các cá nhân trong lớp học, đặc biệt là từ Thầy Phạm TrungKiên– giảng viên bộ môn Hóa Lý của Khoa Công Nghệ Vật Liệu Sự tận tâm của thầytrong khi hướng dẫn thí nghiệm cộng với sự năng nổ trong việc giải quyết những câuhỏi của các thành viên trong lớp học đã phần nào củng cố thêm kiến thức cho nhóm đểnhóm có thể hoàn thành được báo cáo này một cách tốt nhất

Dưới đây là báo cáo của nhóm 01 lớp L02 Bài báo cáo gồm 4 bài với nội dungnhư sau:

có một sức khỏe và thành công

1

Trang 6

DANH MỤC BẢNG BIỂU BẢNG

Bảng 2.1 Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm (Trang 16)

Bảng 2.2 Tỉ lệ acid acetic và nước cất trong dung dịch pha loãng (Trang 16)

Bảng 2.3 Kết quả thô khi chuẩn độ dung dịch NaOH (Trang 23)

Bảng 2.4 Kết quả tính khi chuẩn độ dung dịch NaOH (Trang 23)

Bảng 3.8 Thời gian chảy và độ nhớt động học của nước cất (Trang 36)

Bảng 3.9 Thời gian chảy và độ nhớt động học của PVA (Trang 37)

Bảng 4.1 Bảng phân bố kích thước trên sàng (Trang 46)

Bảng 4.2 Bảng phân bố kích thước nhóm hạt (Trang 47)

Bảng 4.3 Lượng hạt tích lũy qua sàng (Trang 48)

2

Trang 7

BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 1.1 Đồ thị liên hệ nhiệt độ-thời gian (T-t) của 0.01mol KCl (Trang 7)

Biểu đồ 1.2 Đồ thị liên hệ nhiệt độ-thời gian (T-t) của 0.3mol KCL (Trang 8)

Biểu đồ 1.3 Đồ thị liên hệ nhiệt độ-thời gian (T-t) của 0.3mol NaOH (Trang 10)

Biểu đồ 2.1 Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa lnT và lnC (Trang 26)

Biểu đồ 2.2 Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa C/T và C (Trang 27)

Biểu đồ 3.1 Biểu đồ tương quan giữa độ nhớt động học và thời gian chảy của mẫu

Biểu đồ 3.2 Biểu đồ tương quan giữa độ nhớt động học và thời gian chảy của mẫu

Biểu đồ 4.2 Biểu đồ phân bố kích thước hạt và đường tích lũy hạt (Trang 49)

Biểu đồ 4.3 Biểu đồ phân bố và đường tích lũy của mẫu nhựa đường (phân tích bằng

3

Trang 8

MỤC LỤC

LỜI TÓM TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU MỤC LỤC

Bài 1: NHIỆT PHẢN ỨNG 1.1 MỤC ĐÍCH

1.2 LÝ THUYẾT

1.2.1 Nhiệt hòa tan1.2.2 Xác định các hiệu ứng nhiệt bằng nhiệt lượng kế (NLK)1.2.3 Dùng nhiệt hòa tan của một muối đã biết

1.3 THỰC NGHIỆM

1.3.1 Dụng cụ và hóa chất1.3.2 Cách tiến hành

1.4 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

1.4.1 Xác định nhiệt dung tổng cộng W dùng KCl1.4.2 Xác định nhiệt hòa tan của NaOH

` 1.5 NHẬN XÉT BÀI 2: HẤP PHỤ TRÊN RANH GIỚI LỎNG - RẮN 2.1 MỤC ĐÍCH

2.2 LÝ THUYẾT 2.3 THỰC NGHIỆM

2.3.1 Dụng cụ và hóa chất2.3.2 Cách tiến hành

2.4.1 Kết quả thô2.4.2 Kết Quả Tính

2.5 NHẬN XÉT

4

Trang 9

BÀI 3: ĐỘ NHỚT 3.1 LÝ THUYẾT

3.1.1 Độ nhớt3.1.2 Công thức

3.2 THỰC NGHIỆM

3.2.1 Dụng cụ, hóa chất3.2.2 Tiến hành thí nghiệm

3 3 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

3.3.1 Báo cáo thí nghiệm:

3.3.2 Tính toán kết quả và vẽ biểu đồ3.3.3 Tính khối lượng riêng của PVA thông qua giá trị khối lượng cân (g) và thểtích đo nhớt là 100ml

3.4 NHẬN XÉT BÀI 4: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HẠT

4.2.1 Đường kính trung bình4.2.2 Thông số cỡ hạt trung bình4.2.3 Hàm lượng của các nhóm hạt trên sàng4.2.4 Hàm lượng phần trăm tích lũy (%) của nhóm hạt lọt sàng

4.3.1 Dụng cụ thí nghiệm4.3.2 Nguyên liệu

4.3.3 Quy trình thí nghiệm

4.4.1 Xác định biểu đồ đường cong phân bố hạt, đường cong tích lũy4.4.2 Tính kích thước hạt trung bình của mẫu đã phân tích4.4.3 Lượng hạt tích lũy qua sàng, biểu đồ phân bố hạt và đường tích lũy hạt4.4.4 Phân tích kết quả mẫu có sẳn

4 5 NHẬN XÉT TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bài 1: NHIỆT PHẢN ỨNG

5

Trang 10

1.1 MỤC ĐÍCH

Cần nắm vững các vấn đề trọng tâm sau:

- Nắm nguyên tắc phương pháp nhiệt lượng kế

- Biết cách xác định hiệu số nhiệt độ ∆T, tính ∆H từ phản ứng

1.2 LÝ THUYẾT

1.2.1 Nhiệt hòa tan

Quá trình hoà tan luôn luôn kèm theo sự giải phóng hay hấp thụ nhiệt tùy theobản chất của chất tan và dung môi Hiệu ứng nhiệt kèm theo quá trình hoà tan 1 molchất tan trong một lượng dung môi nào đó để thu được dung dịch có nồng độ xác địnhđược gọi là nhiệt hòa tan tích phân Hiệu ứng nhiệt kèm theo quá trình hoà tan 1 molchất tan trong một lượng dung môi có nồng độ xác định được tính từ chênh lệch nhiệt

độ trước vào sau phản ứng của hệ, với giả sử hệ đoạn nhiệt bằng phương pháp nhiệtlượng kế

1.2.2 Xác định các hiệu ứng nhiệt bằng nhiệt lượng kế (NLK)

NLK là thiết bị có cấu tạo sau cho có thể tiến hành các quá trình nhiệt độngtrong đó và đo hiệu ứng nhiệt của các quá trình này thông qua việc đo sự chênh lệchnhiệt độ ∆T trước và sau quá trình Như vậy bình phản ứng của NLK phải được cáchnhiệt rất tốt (hệ đoạn nhiệt)

Nhiệt lượng kế

Hiệu ứng nhiệt của quá trình tiến hành trong NLK được tính:

Q = W.ΔT = [∑Ci.gi + K].ΔTΔT = [∑Ci.gi + K].ΔTT = [∑Ci.ΔT = [∑Ci.gi + K].ΔTgi + K].ΔT = [∑Ci.gi + K].ΔTΔT = [∑Ci.gi + K].ΔTT

6

1- Nhiệt kế Beckman 2- Đũa thủy tinh 3- Bình phản ứng 4- Ampul 5- Cánh khuấy từ 6- Dung dịch chất phản ứng 7- Máy khuấy từ

8- Chất phản ứng 9- Lớp cách nhiệt của nhiệt lượng kế

Trang 11

Trang 12

Nếu tiến hành trong cùng một điều kiện (về dung môi, thể tích tổng cộng) thì ta

có thể xem W là hằng số Muốn xác định được hiệu ứng nhiệt của các quá trình, ngoàicác giá trị của ΔT ta phải xác định được hằng số K hay W.T ta phải xác định được hằng số K hay W

Để xác định các hằng số K và W ta tiến hành trong NLK một quá trình đã biếtchính xác hiệu ứng nhiệt của nó, có thể tiến hành đo bằng phương pháp sau đây

1.2.3 Dùng nhiệt hòa tan của một muối đã biết

Tiến hành quá trình hòa tan g gam muối khan trong G gam nước cất, đo ΔT ta phải xác định được hằng số K hay W.T

Q Muối =[ (G + g)C+K]∆ T M

g

Trong đó:

Q muối: Nhiệt hòa tan x mol của muối.

C: nhiệt dung riêng trung bình của dung dịch muối.

M: khối lượng phân tử muối.

Trang 13

kỹ thuật

Máy khuấy từ hiện số vòng quay 1 Ống đong 100mL

Nhiệt kế rượu từ 0-100oc 1 Bình xịt nước cất

- Dùng ống đong 100mL đong chính xác 1000mL nước cất cho vào bình nhiệt lượng

kế (NLK) Cho cá từ vào bình phản ứng Đậy nắp lại, cắm nhiệt kế rượu vào, đảm bảo hiệu quả khuấy trộn,nhưng không bị cá từ đánh vỡ nhiệt kế Ghi nhận nhiệt độ t ban đầu của nhiệt lượng kế

8

Trang 14

(Đong chính xác 1000ml nước cất)

(Sau khi cho nước cất vào bình, cho cá từ vào, (Nhiệt độ phòng được ghi nhận

đậy nắp lại và cắm nhiệt kể rượu vào là 27,5 o C )

như hình trên)

- Dùng cối và chày sứ nghiền mịn KCl đã sấy khô, sau đó cân chính xác khoảng 0.75gKCl (tương đương 0.01mol KCl) dùng giấy cân Mở nắp bình NLK, sau đó cho nhanh 0.01mol KCl này vàobình NLK

9

Trang 15

(Cân 0,75g KCl) (Cho nhanh 0.01mol KCl này vào bình NLK )

- Duy trì ở tốc độ: 500rpm

(Khởi động máy khuấy từ, tiến hành khuấy trộn, duy trì tốc độ khuấy 500rpm)

- Ghi nhận giá trị thời gian mỗi khi biến thiên nhiệt độ thay đổi 1oC

- Sau khoảng thời gian ∆T, nhiệt độ hệ không thay đổi, kết thúc thí nghiệm Tháo dụng cụ, đổ bỏ dung dịch (chú ý giữ lại cá từ), rửa sạch bằng nước

10

Trang 16

- Vẽ đồ thị nhiệt độ - thời gian (T-t), xác định giá trị biến thiên nhiệt độ khi hòa tan KCl ∆TKCl, và tính giá trị W của hệ theo công thức:

Với:

W = (∆H htanKCl n KCl ) / ∆T KCl (kcal/OC )

∆ H htanKCl: nhiệt hòa tan của 0,01 mol muối KCl trong 1000g H2O ở 25oC:

4.157kcal/mol

n KCl : số mol KCl dêm đi hòa tan, trong bài TN chọn n=0,01

ΔTT KCl : chênh lệch nhiệt độ xác định từ thí nghiệm 1.3.2.2

Xác định nhiệt hòa tan của NaOH

Lặp lại thí nghiệm trên, nhưng thay 0,75g KCl bằng 22.35g NaOH, xác định giátrị thay đổi nhiệt độ ∆TNaOH với giá trị W0.3(KCl) xác định ở thí nghiệm nhiệt hòa tanKCl

Xác định nhiệt hòa tan của 22.35g NaOH trong 1000g H2O

Q htan (NaOH) = W x ∆T NaOH (kcal)

11

Trang 17

Biểu đồ 1.1: Đồ thị liên hệ nhiệt độ-thời gian (T-t) của 0.01mol KCl

30

27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5

Trang 19

1 30s T1=26,5oC Nhiệt độ giảm 1 oC và không thay đổi

27.6

27.5

27.4 27.2

Trang 21

● Khi dùng 0.3 mol KCl hoà tan trong 1000g H20:

W0.3= (∆HhtanKCl.nKCl) / ∆TKCl = (4.194 x 0.3)/(-1 ) = (-1.2582) (kcal/oC )

Nhận xét:

- Dựa vào kết quả thí nghiệm và đồ thị ta có thể thấy giá trị ∆ T 0.01(KCL)(bằng 0 hoặc quá

nhỏ đến mức thiết bị đo không thể xác định được sự biến thiên đó Trong khi đó ∆ T0.3(KCl) là -1 tương ứng

hệ phản ứng tỏa nhiệt Giá trị ∆T của KCL 0.01mol lớn hơn KCL 0,3 mol trong cùng một điều kiện thí

nghiệm:

+ 0,01 mol KCl là một số mol không lớn nên nhiệt độ gần như không thay đổi theo thời

gian điều này khi tính nhiệt Q thì rất khó

+ 0,3 mol lúc này KCl đã chiếm phần mol lớn hơn 0,01 thể hiện rõ hơn về sự thay đổi

nhiệt độ theo thời gian

- Giá trị W0.01(KCl) xác định là 1/0 do W0.01(KCl) tính được bằng 0 có thể giải thích sự tỏa

nhiệt ở đây là quá bé hoặc và ảnh hưởng từ các yếu tố ngoại cảnh trong quá trình thí nghiệm khiến cho sự

biến thiên không thay đổi (hoặc thay đổi quá nhỏ) Giá trị

W0.3(KCl) tính được bằng -1.2582 (kcal/oC), giá trị của W0.01(KCl) khó có thể dùng để

so sánh với giá trị

1.4.2 Xác định nhiệt hòa tan của NaOH

Bảng 1.5 Bảng ghi nhận giá trị đo nhiệt độ - thời gian của 0.3mol NaOH

14

Trang 22

7 150s T7=30oC Nhiệt độ không đổi

-Từ các dữ liệu sẵn có, cộng với số liệu thu được sau khi làm thí nghiệm ta

nhận thấy rằng, nhiệt hòa tan của NaOH sau mang giá trị âm Đây là phản ứng tỏa

nhiệt

-Và vì là phản ứng toả nhiệt nên nhiệt lượng sinh ra mang giá trị âm và cho

thấy được rằng nhiệt lượng của NaOH toả ra nhiều hơn và mạnh mẽ hơn nhiều so với

muối KCl ở các số mol 0.01 và 0.3 mol

15

Trang 23

Trang 24

-Thời gian tiêu tốn để tăng lên 1oC của mỗi lần tăng nhiệt độ đều lớn hơn lầntăng trước, để tăng lượng nhiệt càng lớn thì càng tốn nhiều thời gian.

-Với biểu đồ KCl ở 0,01 mol và 0,3 mol:

+ Ta thấy giá trị ∆T của KCl (0,01 mol) không thay đổi hoặc thay đổi không

đáng kể của nhiệt độ trong quá trình hòa tan do lượng KCl không nhiều kéo theo lượng nhiệt của KCL

0.01mol giảm đi rất ít (theo giả thuyết) trong cùng thời gian và trong suốt quá trình thí nghiệm gần như

không có sự thay đổi về nhiệt độ đo được do đó ta không tính toán được nhiệt dung W

16

Trang 25

Trang 26

+ KCL 0.3mol giảm nhiệt dễ dàng hơn khi chỉ tốn 30s để giảm đi 1oC, với ∆Tcủa KCl (0,3 mol) có giá trị là 1 từ đó tính toán được nhiệt dung W và sử dụng cho tính toán Q của NaOH0.3 mol.

-Với biểu đồ của NaOH: Nhiệt độ của phản ứng tăng lên tức NaOH tỏa ra mộtnhiệt lượng lớn hơn (1,2582kcal) so với KCl thu vào (1,2582 kcal) Vậy phản ứng hòatan KCl trong nước là thu nhiệt Hòa tan NaOH là phản ứng tỏa nhiệt

- Ngoài ra còn có các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm như: ảnh hưởng của yếu

tố môi trường như nhiệt độ môi trường trong quá trình thí nghiệm, độ trể bấm đồng hồ, sai sót của người làmthí nghiệm

Minh chứng số liệu

17

Trang 27

18

Trang 28

BÀI 2: HẤP PHỤ TRÊN RANH GIỚI LỎNG - RẮN

Trong trường hợp chất hấp phụ rắn, thường thì chất có bề mặt riêng (tổng diện tíchtrên 1 gam chất rắn) rất lớn, có giá trị vào khoảng 10 – 1000 m2/g Các chất hấp phụrắn thường dùng là: than hoạt tính, silicagel (SiO2), alumin (Al2O3), zeolit

Trong sự hấp phụ các chất trên bề mặt chất hấp phụ rắn, nguyên nhân chủ yếu của

sự hấp phụ là do năng lượng dư bề mặt trên ranh giới phân chia pha rắn – khí hay rắn– lỏng Các lực tương tác trong hấp phụ này có thể là lực Van der Waals (hấp phụ vậtlý) hay các lực gây nên do tương tác hóahọc (hấp phụ hóa học) hay do cả hai loạitương tác trên cùng tác dụng

Lượng chất bị hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ tùy thuộc vào nhiều yếu tố như:

Một số phương trình thực nghiệm và lý thuyết đã được sử dụng để biểu thị các đường đẳng nhiệt hấp phụ: Freundlich, Langmuir, BET

19

Trang 29

Γ ∞ : số mol tối đa chất bị hấp phụ trên 1g chất rắn sao cho các

Trang 30

Từ phương trình Langmuir, có thể xác định được bề mặt riêng S0 của chất hấp phụ theo công thức:

Bình xịt nước cất 1 cáiErlen có nút 100 ml 6 cái

Trang 31

(Dung dịch pha loãng theo thứ tự nồng độ từ bình 1 đến bình 6)

- Lắc đều các bình vừa pha

(Lắc đều các bình chứa dung dich vừa pha)

- Dùng cân phân tích cân 6 mẫu than hoạt tính trong các đĩa nhựa, mỗi mẫu 1g

22

Trang 32

(Cân 6 mẫu than hoạt tính, mỗi mẫu 1 gam)

- Cho vào mỗi bình chứa dung dịch CH3COOH vừa pha một mẫu than, đậy nút, lắcmạnh trong vài phút Để yên 10 phút rồi lắc mạnh vài phút Để yên 30 phút xong đem lọc

(Cho than hoạt tính vào bình (Đậy nút, lắc mạnh trong 3 phút)

chứa dung dịch vừa pha loãng)

(Để yên 10 phút rồi tiếp tục lắc mạnh (Để yên trong 30 phút)

trong 3 phút)

23

Trang 33

(Sau khi để yên 30 phút, tiến hành đem mẫu đi lọc qua phễu sứ (có lót giấy lọc) Tiến

hành lọc thu lấy dung dịch lỏng )

(Dung dịch lỏng thu được sau lọc )

- Ghi nhiệt độ thí nghiệm Nước qua lọc định phân bằng dung dịch NaOH 0,05N với chỉ thị phenolphtalein

24

Trang 34

(Nhiệt độ thí nghiệm ghi nhận 27,5 o C ) (Cho vài giọt chỉ thị phenolphtalein vào

nước sau lọc trước khi mang đi chuẩn độ với NaOH 0,05N)

(Nước qua lọc định phân bằng dung dịch NaOH 0,05N với chỉ thị phenolphtalein)

- Với bình 1, 2, 3 định phân 3 lần, mỗi lần 5 ml nước qua lọc

25

Trang 35

- Với bình 4, 5 định phân 3 lần, mỗi lần 10 ml nước qua lọc

- Với bình 6 định phân 2 lần, mỗi lần 20 ml nước qua lọc

26

Trang 36

(Mẫu định phân sau khi chuẩn độ với NaOH 0,05N chuyển sang màu hồng nhạt)

2.4 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 2.4.1 Kết quả thô

Bảng 2.3 Kết quả thô khi chuẩn độ dung dịch NaOH

Bảng 2.4 Kết quả tính khi chuẩn độ dung dịch NaOH

Trang 37

Trong đó: C 1, V 1: nồng độ và thể tích CH3COOH còn lại

C 2, V 2: nồng độ và thể tích NaOH để chuẩn độ acid acetic

Trang 38

Biểu đồ 2.1: Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa lnT và lnC

Từ đồ thị trên, ta có phương trình tuyến tính:

Trang 39

Biểu đồ 2.2: Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa C/T và C

Từ đồ thị trên, ta có phương trình tuyến tính:

Trang 40

2.5 NHẬN XÉT

- Do là hấp phụ đơn lớp (tức hấp phụ hóa học) nên tuân theo phương trình hấp phụ đẳngnhiệt Langmuir Và theo 2 biểu đồ tương quan trên ta dễ nhận thấy các điểm trên biểu đồ giữa C/T theo Ctập trung gần đường thẳng tuyến tính hơn vì thế ta có thể kết luận biểu đồ này biểu thị sự hấp phụ

CH3COOH trên than hoạt tính bằng đường đẳng nhiệt Langmuir là thích hợp nhất

- Trong bảng số liệu thu được độ tin cậy của phương trình đẳng nhiệt Freundlich

thấp hơn phương trình Langmuir ( R 2 Freundlich = 0.7837 > R 2 Langmuir = 0.8236) giống với

lý thuyết

- Trong bảng số liệu xuất hiện một điểm bất thường, giá trị C/T của bình 3 lớn hơn bình 2,trong khi giá trị này đáng ra đang giảm khi giảm nồng độ axit acetic từ bình 1 đến bình 6

- Nguyên nhân dẫn đến sai số:

+ Sai số chỉ thị : khi chuẩn độ ta không bao giờ chuẩn độ được ngay tại điểm tương đương do chỉ thị màu thay đổi màu trước và sau điểm tương đương

+ Sai số chủ quan: sai số trong quá trình cân, đong thể tích, tính toán kết quả

+ Sai số khách quan: dụng cụ nghiệm, hóa chất, chênh lệch nhiệt độ giữa

Minh chứng số liệu

31

Định dạng
Số trang	95
Dung lượng	11,28 MB