ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA LÝ – CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU LỚP L05 NHÓM 03 HỌC KỲ 222 NGÀY NỘP 05/04/2023 Giảng viên hướng d[.]
MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Sinh viên sẽ thực hành và áp dụng phương pháp đo độ nhớt của dung dịch bằng cốc đo nhớt, từ đó nắm vững các khái niệm liên quan đến độ nhớt và xác định độ nhớt động học của các dung dịch trong thí nghiệm.
II CƠ SỞ LÍ THUYẾT
Độ nhớt là sự tương tác giữa các phần tử trong môi trường chất lỏng, với mỗi loại chất lỏng có cấu tạo phân tử khác nhau, dẫn đến chỉ số nhớt khác nhau Độ nhớt động học, ký hiệu là υ, đo lường lực cản chảy của chất lỏng dưới tác dụng của trọng lực Trong hệ CGS, độ nhớt động học được biểu thị bằng Stock (Γ) theo lnC:St.
Trong thực tế người ta dùng đơn vị centi Stock (Γ) theo lnC:cSt): 1cSt = 1mm 2 /s.
Cốc đo độ nhớt là công cụ quan trọng để đo và phân loại độ nhớt tương đối của chất lỏng thông qua lỗ chảy Cốc FORD, được chế tạo từ hợp kim nhôm với lỗ bằng thép không gỉ, rất dễ sử dụng Thiết bị này thường được áp dụng để đo độ nhớt của sơn, vecni và các sản phẩm tương tự.
Độ nhớt thường được biểu thị bằng giây sau khi dòng chảy kết thúc và có thể chuyển đổi sang centistokes thông qua công thức chuyển đổi độ nhớt.
2 Cơ sở lý thuyết và nguyên tắc
Một chất lỏng đồng nhất trong hình trụ có chiều dài l, tiết diện s và bán kính r sẽ chịu tác dụng của lực khi có sự chênh lệch áp suất giữa hai đầu (Γ) theo công thức lnC:p = P1 - P2.
Dưới tác dụng của lực F, chất lỏng trong cố sẽ chuyển động, chảy nhớt theo một hướng
Do các lớp khác nhau chảy với vận tốc khác nhau, lực nội ma sát giữa các lớp sẽ xuất hiện Theo định luật Newton, lực ma sát này được xác định bởi:
S: Diện tích bề mặt chất lỏng Ƞ: d v d x
Độ nhớt (Γ) là hệ số tỷ lệ theo lnC, thể hiện lực nội ma sát cản trở chuyển động tương đối giữa các lớp chất lỏng Độ nhớt tuyệt đối này phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng và nhiệt độ.
: Gradient vận tốc theo phương x Đơn vị đo độ nhớt là N.S/m 2 hay dyne.s/cm 2 (Γ) theo lnC: còn gọi là poise, ký hiệu p ).
Thường dung centipoise (Γ) theo lnC:cP) Trong kỹ thuật còn sử dụng độ nhớt động học
Độ nhớt của dung dịch hợp chất cao phân tử được đo bằng đơn vị cm²/s hay ký hiệu St Giá trị độ nhớt này thường cao ngay cả khi nồng độ dung dịch rất thấp Khi dung dịch chảy, hệ số nhớt có thể thay đổi dưới áp lực, dẫn đến các dòng chảy khác nhau, và độ nhớt giảm khi nồng độ polymer hòa tan tăng lên.
V: Độ nhớt động học (Γ) theo lnC:cSt)
T: Thời gian chảy k,c: Hằng số tương ứng (Γ) theo lnC:k = 1,44 và c = 18) cách chuyển đổi centipoise (Γ) theo lnC:cP) sang centistock (Γ) theo lnC:cSt): cSt = cP tỷ trọng
Lưu ý: Để đạt được dữ liệu chính xác, thời gian chảy ohari được đo nhiều lần rồi lấy giá trị trung bình để tính
1 Dụng cụ thí nghiệm và quy trình thí nghiệm:
Thiết bị đo: Cốc đo độ nhớt
Hóa chất và dụng cụ:
1 Cốc đo độ nhớt: 1 cái
3 Dầu nhớt tôi thép HK
4 Polyvinylalcohol (Γ) theo lnC:lọ 500 gr): 1 lọ
Cách xác định độ nhớt theo đơn vị Centistokes:
Độ nhớt được xác định bằng cách đổ đầy mẫu vào cốc đo, cho phép mẫu chảy qua lỗ nhỏ ở đáy cốc Mỗi lần đo, 100ml mẫu sẽ được lấy, với đường kính lỗ chảy là 2.53mm (Γ) theo phương pháp lnC của cốc độ nhớt Ford.
- Sử dụng đồng hồ để tính thời gian từ lúc mẫu đầy đến khi chảy hết.
Mỗi cốc đo độ nhớt sẽ có đường kính lỗ và thời gian cụ thể, từ đó ghi nhận kết quả và tra bảng độ nhớt để xác định độ nhớt của mẫu đo.
- Mỗi lần đo phải tráng nhớt kế bằng dung dịch đó 3 lần trước khi đo.
Dung dịch cần đo độ nhớt:
1 Dầu nhớt tôi thép với độ nhớt 32, 64 cst đo ở nhiệt độ phòng thí nghiệm (Γ) theo lnC:28oC).
2 Dung dịch PVA pha loãng trong nước theo các nồng độ 4g - 8g -
12g/100ml và đun lên 90oC và khuấy từ trong khoảng thời gian 1 tiếng đến 2 tiếng trước khi tiến hành đo độ nhớt.
Sau khi đo độ nhớt, sinh viên cần tính toán khối lượng riêng của dầu nhớt và các mẫu PVA ở các nồng độ khác nhau (Γ) dựa trên lnC Để thực hiện điều này, sinh viên phải cân khối lượng của 100ml mẫu trước khi tiến hành đo độ nhớt và ghi nhận kết quả vào báo cáo.
4 Lưu ý: đo ít nhất 3 lần cho mỗi mẫu, lấy giá trị trung bình.
STT Đường kính lỗ chảy Φ Thời gian chảy Độ nhớt động học υ
Mẫu PVA: Đường kính lỗ Thời gian chảy Độ nhớt động
STT Nồng độ chảy Φ (mm) t(s) học υ (cst)
STT Đường kính lỗ chảy Φ Thời gian chảy Độ nhớt động học υ
Mẫu PVA: Đường kính lỗ Thời gian chảy Độ nhớt động
STT Nồng độ chảy Φ (mm) t(s) học υ (cst)
Mẫu dầu nhớt: Đường kính lỗ chảy Φ Thời gian chảy Độ nhớt động học υ
Mẫu PVA: Đường kính lỗ Thời gian chảy Độ nhớt động
STT Nồng độ chảy Φ (mm) t(s) học υ (cst)
Thời gian chảy t trung bình dầu nhớt 1: (Γ) theo lnC:310 + 314 + 317)/3 = 313.67± 2.44 (Γ) theo lnC:s) Độ nhớt động học trung bình của mẫu dầu nhớt 1 là:
(Γ) theo lnC:420.28 + 426.24 + 430.56)/3 = 425.69 ± 3.61 (Γ) theo lnC:cst)
Thời gian chảy t trung bình dầu nhớt 2: (Γ) theo lnC:218 + 219 + 219) = 218.67 ± 0.44 (Γ) theo lnC:s) Độ nhớt động học trung bình của mẫu dầu nhớt 2 là:
(Γ) theo lnC:288 + 289.44 + 289.44) = 288.96 ± 0.64 (Γ) theo lnC:cst)
Thời gian chảy t trung bình: (Γ) theo lnC:40 + 40 + 40)/3 = 40 ± 0.00 (Γ) theo lnC:s) Độ nhớt động học trung bình của mẫu PVA 1:
(Γ) theo lnC:31.68 + 31.68 + 31.68)/3 = 31.68 ± 0.00 (Γ) theo lnC:cst)
Thời gian chảy t trung bình: (Γ) theo lnC:56 + 56 + 56)/3 = 56 ± 0.00 (Γ) theo lnC:s) Độ nhớt động học trung bình của mẫu PVA 2:
(Γ) theo lnC:54.72 + 54.72 + 54.72)/3 = 54.72 ± 0.00 (Γ) theo lnC:cst)
Thời gian chảy t trung bình: (Γ) theo lnC:146 + 150 + 141)/3 = 145.67 ± 3.11 (Γ) theo lnC:s) Độ nhớt động học trung bình của mẫu PVA 3:
(Γ) theo lnC:184.64 + 190.08 + 191.52)/3 = 188.64 ± 2.8 (Γ) theo lnC:cst)
Khối lượng riêng mẫu PVA
III BIỆN LUẬN KẾT QUẢ
GIÁ TRỊ ĐỘ NHỚT THỜI GIAN ĐO
Thời gian chảy trung bình và độ nhớt động học có mối quan hệ tỷ lệ thuận, nghĩa là khi thời gian chảy trung bình tăng, độ nhớt động học sẽ giảm và ngược lại.
Đối với mẫu PVA, khi khối lượng riêng giảm, độ nhớt động học tăng dần Sự giảm khối lượng riêng dẫn đến thời gian chảy tăng, từ đó làm tăng độ nhớt động lực động học Đồng thời, khi độ nhớt động học tăng, các phân tử trong dung dịch dao động và cọ xát nhiều hơn, làm tăng lực hút giữa các phân tử, tạo ra lực ma sát bên trong lớn.
Đối với mẫu nhớt, độ nhớt động học có thể bị sai lệch đáng kể so với độ nhớt chuẩn Sự sai lệch này có thể xảy ra do nhiều nguyên nhân khác nhau.
+ Chọn nhớt kế có hằng số c không chính xác.
+ Thao tác đo thời gian không chuẩn.
+ Tráng nhớt kế chưa sạch, có bọt khí trong nhớt kế.
+ Sai lệch của nhiệt độ và áp suất thí nghiệm làm thay đổi đặc điểm lưu biến của mẫu.
[1] Nguyễn Ngọc Hạnh (Γ) theo lnC:2010) Thí nghiệm hóa lý NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh.
BÀI SỐ 2: HẤP PHỤ TRÊN RANH GIỚI LỎNG – RẮN
Khảo sát sự hấp phụ acid acetic trong dung dịch trên than hoạt tính và thiết lập các đường đẳng nhiệt hấp phụ tương ứng.
Cung cấp nhũng kiến thức chung về phương pháp xác định độ hấp phụ trên ranh giới lỏng - rắn.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Định nghĩa
Độ nhớt là sự tương tác giữa các phân tử trong chất lỏng, với mỗi loại chất lỏng có chỉ số nhớt khác nhau do cấu tạo phân tử khác nhau Độ nhớt động học, ký hiệu là υ, đo lường lực cản chảy của chất lỏng dưới tác dụng của trọng lực, và trong hệ CGS, nó được biểu thị bằng Stock (Γ) theo lnC:St.
Trong thực tế người ta dùng đơn vị centi Stock (Γ) theo lnC:cSt): 1cSt = 1mm 2 /s.
Cốc đo độ nhớt là công cụ quan trọng để đo và phân loại độ nhớt tương đối của chất lỏng thông qua lỗ chảy Cốc FORD, được làm từ hợp kim nhôm với lỗ bằng thép không gỉ, rất dễ sử dụng Thiết bị này thường được áp dụng để đo độ nhớt của sơn, vecni và các sản phẩm tương tự.
Độ nhớt được biểu thị bằng giây sau khi dòng chảy kết thúc và có thể chuyển đổi sang centistokes thông qua công thức chuyển đổi độ nhớt.
Cơ sở lý thuyết và nguyên tắc
Một chất lỏng đồng nhất trong hình trụ có chiều dài l, tiết diện s và bán kính r sẽ chịu tác dụng của lực khi có sự chênh lệch áp suất giữa hai đầu (Γ) theo công thức lnC: p = P1 - P2.
Dưới tác dụng của lực F, chất lỏng trong cố sẽ chuyển động, chảy nhớt theo một hướng
Do các lớp khác nhau chảy với vận tốc khác nhau, lực nội ma sát sẽ xuất hiện giữa các lớp Theo định luật Newton, lực ma sát này được xác định bởi:
S: Diện tích bề mặt chất lỏng Ƞ: d v d x
Độ nhớt (Γ) là hệ số tỷ lệ theo lnC, thể hiện lực nội ma sát cản trở chuyển động tương đối giữa các lớp chất lỏng Độ nhớt phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng và nhiệt độ.
: Gradient vận tốc theo phương x Đơn vị đo độ nhớt là N.S/m 2 hay dyne.s/cm 2 (Γ) theo lnC: còn gọi là poise, ký hiệu p ).
Thường dung centipoise (Γ) theo lnC:cP) Trong kỹ thuật còn sử dụng độ nhớt động học
Độ nhớt của dung dịch hợp chất cao phân tử được đo bằng đơn vị cm²/s, ký hiệu là St Giá trị độ nhớt này thường cao ngay cả khi nồng độ dung dịch rất thấp Khi dung dịch chảy, hệ số nhớt có thể thay đổi do áp lực, dẫn đến các dòng chảy khác nhau, và độ nhớt sẽ giảm khi nồng độ polymer hòa tan tăng lên.
Công thức tính
V: Độ nhớt động học (Γ) theo lnC:cSt)
T: Thời gian chảy k,c: Hằng số tương ứng (Γ) theo lnC:k = 1,44 và c = 18) cách chuyển đổi centipoise (Γ) theo lnC:cP) sang centistock (Γ) theo lnC:cSt): cSt = cP tỷ trọng
Lưu ý: Để đạt được dữ liệu chính xác, thời gian chảy ohari được đo nhiều lần rồi lấy giá trị trung bình để tính
THỰC NGHIỆM
Dụng cụ thí nghiệm và quy trình thí nghiệm
Thiết bị đo: Cốc đo độ nhớt
Hóa chất và dụng cụ:
1 Cốc đo độ nhớt: 1 cái
3 Dầu nhớt tôi thép HK
4 Polyvinylalcohol (Γ) theo lnC:lọ 500 gr): 1 lọ
Cách xác định độ nhớt theo đơn vị Centistokes:
Độ nhớt được xác định bằng cách đổ đầy mẫu vào cốc đo, cho phép mẫu chảy qua lỗ nhỏ dưới đáy Mỗi lần đo, lượng mẫu lấy là 100ml, với đường kính lỗ chảy là 2.53mm (Γ) theo tiêu chuẩn lnC của cốc độ nhớt Ford.
- Sử dụng đồng hồ để tính thời gian từ lúc mẫu đầy đến khi chảy hết.
Mỗi cốc đo độ nhớt sẽ tương ứng với một đường kính lỗ và thời gian cụ thể Sau khi ghi nhận kết quả, cần tra bảng độ nhớt để xác định độ nhớt của mẫu đo.
- Mỗi lần đo phải tráng nhớt kế bằng dung dịch đó 3 lần trước khi đo.
Dung dịch cần đo độ nhớt:
1 Dầu nhớt tôi thép với độ nhớt 32, 64 cst đo ở nhiệt độ phòng thí nghiệm (Γ) theo lnC:28oC).
2 Dung dịch PVA pha loãng trong nước theo các nồng độ 4g - 8g -
12g/100ml và đun lên 90oC và khuấy từ trong khoảng thời gian 1 tiếng đến 2 tiếng trước khi tiến hành đo độ nhớt.
3 Sau khi đo độ nhớt, tiến hành tính toán khối lượng riêng của dầu nhớt và các mẫu PVA ở những nồng độ khác nhau (Γ) theo lnC:Sinh viên cần cân khối lượng của 100ml mẫu đo trước khi tiến hành đo độ nhớt) và tra bảng ghi nhận kết quả độ nhớt vào phần báo cáo.
4 Lưu ý: đo ít nhất 3 lần cho mỗi mẫu, lấy giá trị trung bình.
Kết quả thí nghiệm
STT Đường kính lỗ chảy Φ Thời gian chảy Độ nhớt động học υ
Mẫu PVA: Đường kính lỗ Thời gian chảy Độ nhớt động
STT Nồng độ chảy Φ (mm) t(s) học υ (cst)
STT Đường kính lỗ chảy Φ Thời gian chảy Độ nhớt động học υ
Mẫu PVA: Đường kính lỗ Thời gian chảy Độ nhớt động
STT Nồng độ chảy Φ (mm) t(s) học υ (cst)
Mẫu dầu nhớt: Đường kính lỗ chảy Φ Thời gian chảy Độ nhớt động học υ
Mẫu PVA: Đường kính lỗ Thời gian chảy Độ nhớt động
STT Nồng độ chảy Φ (mm) t(s) học υ (cst)
Thời gian chảy t trung bình dầu nhớt 1: (Γ) theo lnC:310 + 314 + 317)/3 = 313.67± 2.44 (Γ) theo lnC:s) Độ nhớt động học trung bình của mẫu dầu nhớt 1 là:
(Γ) theo lnC:420.28 + 426.24 + 430.56)/3 = 425.69 ± 3.61 (Γ) theo lnC:cst)
Thời gian chảy t trung bình dầu nhớt 2: (Γ) theo lnC:218 + 219 + 219) = 218.67 ± 0.44 (Γ) theo lnC:s) Độ nhớt động học trung bình của mẫu dầu nhớt 2 là:
(Γ) theo lnC:288 + 289.44 + 289.44) = 288.96 ± 0.64 (Γ) theo lnC:cst)
Thời gian chảy t trung bình: (Γ) theo lnC:40 + 40 + 40)/3 = 40 ± 0.00 (Γ) theo lnC:s) Độ nhớt động học trung bình của mẫu PVA 1:
(Γ) theo lnC:31.68 + 31.68 + 31.68)/3 = 31.68 ± 0.00 (Γ) theo lnC:cst)
Thời gian chảy t trung bình: (Γ) theo lnC:56 + 56 + 56)/3 = 56 ± 0.00 (Γ) theo lnC:s) Độ nhớt động học trung bình của mẫu PVA 2:
(Γ) theo lnC:54.72 + 54.72 + 54.72)/3 = 54.72 ± 0.00 (Γ) theo lnC:cst)
Thời gian chảy t trung bình: (Γ) theo lnC:146 + 150 + 141)/3 = 145.67 ± 3.11 (Γ) theo lnC:s) Độ nhớt động học trung bình của mẫu PVA 3:
(Γ) theo lnC:184.64 + 190.08 + 191.52)/3 = 188.64 ± 2.8 (Γ) theo lnC:cst)
Khối lượng riêng mẫu PVA
III BIỆN LUẬN KẾT QUẢ
GIÁ TRỊ ĐỘ NHỚT THỜI GIAN ĐO
Thời gian chảy trung bình và độ nhớt động học có mối quan hệ tỷ lệ thuận, nghĩa là khi thời gian chảy trung bình tăng, độ nhớt động học sẽ giảm và ngược lại.
Đối với mẫu PVA, khi khối lượng riêng giảm, độ nhớt động học tăng dần Sự giảm khối lượng riêng dẫn đến thời gian chảy tăng, từ đó làm tăng độ nhớt động lực động học Đồng thời, khi độ nhớt động học tăng, các phân tử trong dung dịch dao động và cọ xát nhiều hơn, làm gia tăng lực hút giữa các phân tử, tạo ra lực ma sát bên trong lớn.
Đối với mẫu nhớt, độ nhớt động học có thể bị sai lệch đáng kể so với độ nhớt chuẩn Nguyên nhân của sự sai lệch này có thể đến từ nhiều yếu tố khác nhau.
+ Chọn nhớt kế có hằng số c không chính xác.
+ Thao tác đo thời gian không chuẩn.
+ Tráng nhớt kế chưa sạch, có bọt khí trong nhớt kế.
+ Sai lệch của nhiệt độ và áp suất thí nghiệm làm thay đổi đặc điểm lưu biến của mẫu.
[1] Nguyễn Ngọc Hạnh (Γ) theo lnC:2010) Thí nghiệm hóa lý NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh.
BÀI SỐ 2: HẤP PHỤ TRÊN RANH GIỚI LỎNG – RẮN
Khảo sát sự hấp phụ acid acetic trong dung dịch trên than hoạt tính và thiết lập các đường đẳng nhiệt hấp phụ tương ứng.
Cung cấp nhũng kiến thức chung về phương pháp xác định độ hấp phụ trên ranh giới lỏng - rắn.
II CƠ SỞ LÝ THUYẾT:
Hấp phụ là hiện tượng mà một chất (Γ) dưới dạng phân tử, nguyên tử hoặc ion tập trung trên bề mặt của một pha khác (Γ), chẳng hạn như giữa khí và rắn hoặc lỏng và rắn.
Chất hấp phụ rắn thường có bề mặt riêng (Γ) lớn, với tổng diện tích bề mặt từ 10 đến 1000 m²/g Các chất hấp phụ điển hình bao gồm than hoạt tính, silicagel (SiO₂), alumin (Al₂O₃) và zeolite.
Trong quá trình hấp thụ các chất trên bề mặt của chất rắn, nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng hấp phụ là do năng lượng dư thừa tại bề mặt của ranh giới phân chia giữa pha rắn.
Hấp phụ có thể xảy ra giữa khí, rắn và lỏng, với các lực tương tác chủ yếu là lực Van der Waals (Γ) trong trường hợp hấp phụ vật lý, hoặc các lực hóa học (Γ) trong hấp phụ hóa học Cả hai loại lực này có thể cùng tác động trong quá trình hấp phụ.
Sự hấp phụ chất không điện ly hoặc chất điện ly yếu trên ranh giới phân chia pha rắn lỏng phụ thuộc vào đặc tính hấp phụ của phân tử và tuân theo phương trình Gibbs Khi chất tan bị hấp phụ nhiều hơn dung môi, hiện tượng này được gọi là hấp phụ dương, ngược lại là hấp phụ âm Đối với các chất hữu cơ trong cùng một dãy đồng đẳng, sự hấp phụ giảm khi chiều dài mạch tăng, do kích thước phân tử lớn hơn làm giảm diện tích bề mặt của chất hấp phụ, khiến các phân tử lớn khó có thể lọt vào lỗ hẹp của chất hấp phụ.
Sự hấp phụ trên ranh giới rắn lỏng tuân theo quy tắc thăng bằng độ phân cực của Rebindis, chỉ xảy ra khi sự có mặt của chất hấp phụ làm giảm hiệu số độ phân cực của pha Để đo sự hấp phụ, người ta thêm một lượng chính xác chất hấp phụ vào các thể tích dung dịch chất bị hấp phụ, và lượng chất bị hấp phụ được tính bằng hiệu số nồng độ đầu và nồng độ cân bằng Trong các dung dịch loãng, sự hấp phụ của dung môi thường không được tính đến Dữ liệu thực nghiệm được sử dụng để xây dựng đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa khối lượng chất bị hấp phụ và nồng độ cân bằng của nó trong dung dịch.
Sự hấp phụ trên vật xốp từ dung dịch loãng được mô tả bằng phương trình thực nghiệm Freundlich: m X =k C n
Trong đó: X là số mol chất bị hấp phụ (Γ) theo lnC:mol/l) m là khối lượng chất hấp phụ (Γ) theo lnC:g)
C là nồng độ cân bằng (Γ) theo lnC (mol/l hoặc mmol/l), k là hằng số tương ứng cho khối lượng chất bị hấp phụ ở nồng độ cân bằng Hằng số n (Γ) theo lnC nằm trong khoảng từ 0,1 đến 0,5 Để xác định hằng số k và n, ta cần chuyển đổi phương trình thành dạng khác: \[lg(mX) = lg(k) + n \cdot lg(C)\]
Khi đó đồ thị phụ thuộc lg ( mX ) vào lg ( C ) là đường thẳng.
Trong thí nghiệm ở nhiệt độ không đổi, chúng ta có thể xác định số mol chất bị hấp phụ trên 1g chất hấp phụ rắn (Γ) thông qua mối quan hệ với lnC Độ hấp phụ (ɼ) được đo ở các nồng độ khác nhau của chất bị hấp phụ (Γ) theo lnC Đường biểu diễn giữa ɼ và C được gọi là đường đẳng nhiệt hấp phụ.
Một số hương trình thực nghiệm và lý thuyết đã được sử dụng để biểu thị các đường đẳng nhiệt hấp phụ : Freundlich, Langmuir, BET, …
4 Sự hấp phụ phân tử chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau:
4.1 Ảnh hưởng của dung môi:
Cấu tử có sức căng bề mặt nhỏ sẽ được ưu tiên hấp phụ, dẫn đến sự cạnh tranh giữa dung môi và chất phân tán khi tiếp xúc với chất hấp phụ rắn Nếu dung môi khó bị hấp phụ trên chất hấp phụ, thì quá trình hấp phụ chất tan sẽ diễn ra dễ dàng hơn Chẳng hạn, sự hấp phụ trên chất rắn thường hiệu quả hơn từ dung dịch nước so với các dung dịch ít phân cực như dung môi hữu cơ.
Dung môi càng hòa tan tốt chất bị hấp phụ thì sự hấp phụ chất tan ấy càng
Khi hấp phụ chất béo trên chất hấp phụ ưa nước như silicagen từ môi trường dung môi kém phân cực như benzen, quá trình này diễn ra theo lnC.
Chất A có phân tử lượng cao hơn sẽ tan tốt hơn trong môi trường này so với chất béo B có phân tử lượng thấp Mặc dù lẽ ra sự hấp phụ của A phải nhiều hơn B, nhưng thực tế lại cho thấy điều ngược lại.
4.2 Ảnh hưởng của tính chất chất hấp phụ:
Bề mặt phân cực có khả năng hấp phụ tốt các chất phân cực, và ngược lại Ngoài ra, trạng thái vật lý và độ xốp của chất hấp phụ cũng đóng vai trò quan trọng trong khả năng hấp phụ Chẳng hạn, các chất hấp phụ ở trạng thái vô định hình thường hấp phụ hiệu quả hơn các chất kết tinh đối với các chất khí và lỏng.
4.3 Ảnh hưởng của chất bị hấp phụ:
BIỆN LUẬN KẾT QUẢ
Vẽ đồ thị
GIÁ TRỊ ĐỘ NHỚT THỜI GIAN ĐO
Nhận xét
Thời gian chảy trung bình và độ nhớt động học có mối quan hệ tỷ lệ thuận, nghĩa là khi thời gian chảy trung bình tăng, độ nhớt động học sẽ giảm và ngược lại.
Đối với mẫu PVA, khi khối lượng riêng giảm, độ nhớt động học tăng dần Sự giảm khối lượng riêng dẫn đến thời gian chảy tăng, từ đó làm tăng độ nhớt động lực động học Đồng thời, khi độ nhớt động học tăng, các phân tử trong dung dịch dao động và cọ xát nhiều hơn, làm gia tăng lực hút giữa các phân tử, tạo ra lực ma sát bên trong lớn.
Đối với mẫu nhớt, độ nhớt động học có thể bị sai lệch đáng kể so với độ nhớt chuẩn Nguyên nhân của sự sai lệch này có thể đến từ nhiều yếu tố khác nhau.
+ Chọn nhớt kế có hằng số c không chính xác.
+ Thao tác đo thời gian không chuẩn.
+ Tráng nhớt kế chưa sạch, có bọt khí trong nhớt kế.
+ Sai lệch của nhiệt độ và áp suất thí nghiệm làm thay đổi đặc điểm lưu biến của mẫu.
YÊU CẦU SINH VIÊN
Dụng cụ và hoá chất thí nghiệm
Sử dụng cối và chày sứ để nghiền mịn KCl đã được sấy khô, sau đó cân chính xác khoảng 0,75g KCl, tương đương với 0,01 mol KCl Mở nắp bình NLK và nhanh chóng cho 0,01 mol KCl vào bình Duy trì tốc độ khuấy ở mức 500rpm.
Ghi nhận giá trị thời gian mỗi khi biến thiên nhiệt độ thay đổi 1 °C
Sau khoảng thời gian ∆ , nhiệt độ hệ không thay đổi, kết thúc thí nghiệm
Tháo dụng cụ, đổ bỏ dung dịch (Γ) theo lnC:chú ý giữ lại cá từ), rửa sạch bằng nước
Vẽ đồ thị nhiệt độ - thời gian (Γ) theo lnC:T - t để xác định giá trị biến thiên nhiệt độ khi hòa tan KCl, ký hiệu là ∆T KCl Đồng thời, tính giá trị W của hệ theo công thức đã cho.
∆ H htan KCL : nhiệt hòa tan 0.01 mol muối KCl trong 1000g H 2 O ở 25 °C :
4.157kcal/mol n KCL : số mol KCl đem đi hòa tan, trong bài TN chọn n=0,01
∆ T KCL : chênh lệch nhiệt độ xác định từ thí nghiệm
Làm tương tự thí nghiệm trên, nhưng dùng 22,35g KCl (Γ) theo lnC: 0.3mol KCl),
∆ H htan KCL : nhiệt hòa tan của 0,3 mol muối KCl trong 1000g H 2 O ở 25 °C : 4.194kcal/ mol.
KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ NHẬN XÉT
Kết quả thí nghiệm
Bảng 1 : Bảng ghi nhận giá trị đo nhiệt độ - thời gian của 0,01 mol KCl ở tốc độ quay 500rpm
STT Thời gian t(s) Nhiệt độ T( ° C ) Ghi chú
Biểu đồ biểu diễn nhiệt độ (°C) -thời gian (s) của 0.01 mol KCl
Bảng 2 : Bảng ghi nhận giá trị đo nhiệt độ - thời gian của 0,3 mol KCl
STT Thời gian t(s) Nhiệt độ T( ° C ) Ghi chú
Biểu đồ biểu diễn nhiệt độ (°C) -thời gian (s) của 0.3 mol KCl
→ 0,01mol KCl hòa tan trong 1000ml H 2 O :
W 0,01 = ( ∆ H hòatan KCl n KCl ) / ∆ T = 4,157.0,01 =∞ (Γ) theo lnC: Kcal/ ° C )
→ 0,3mol KCl hòa tan trong 1000ml H 2 O :
2 Nhận xét: Ở trường hợp hòa tan 0,01 mol KCl, ta có thể thấy sự thay đổi của nhiệt độ dường như bằng
0 Ngược lại ở trường hợp hòa tan 0,3 mol KCl thì đã có sự thay đổi của nhiệt độ.
STT Thời gian t(s) Nhiệt độ T( ° C ) Ghi chú
Bảng 3 : Bảng ghi nhận giá trị đo nhiệt độ - thời gian của 0,3 mol NaOH
Biểu đồ biểu diễn nhiệt độ (°C) -thời gian (s) của 0.3 mol NaOH
→ Nhiệt hòa tan của 0,3 mol NaOH:
Kết luận
Dựa trên dữ liệu có sẵn và số liệu thu được từ thí nghiệm, chúng tôi nhận thấy rằng nhiệt hòa tan của NaOH sau hai lần tính toán đều cho giá trị âm, cho thấy đây là một phản ứng tỏa nhiệt.
