1. MỤC ĐÍCH:Để kiểm chứng công thức lý thuyết và cân bằng vật liệu trong quá trìnhchưng đơn giản.2. LÝ THUYẾT:Các cấu tử của hỗn hợp lỏng thường có nhiệt độ sôi khác nhau ở cùng mộtáp suất bên ngoài, còn khi ở cùng một nhiệt độ sôi, chúng có các áp suất bênngoài khác nhau. Do vậy, trong quá trìh bay hơi của hỗn hợp lỏng, các cấutử của nó thể hiện khuynh hướng khác nhau khi chuyễn sang trạng thái hơi,tức là chúng có độ bay hơi khác nhau. Cấu tử có nhiệt độ sôi thấp nhất là cấutử dễ bay hơi nhất. Như vậy, khi hỗn hợp lỏng bay hơi, nồng độ của cấu tửcó nhiệt độ sôi thấp hơn ở trong pha hơi hình thành sẽ lớn hơn nồng độ củanó trong pha lỏng ban đầu (y > x). Điều đó cho phép tách hỗn hợp lỏng banđầu và thành phần cất thì giàu cấu tử dễ bay hơi hơn (do nhiệt độ sôi thấphơn phần cặn) và thành phần cặn còn lại trong nồi chưng giàu cấu tử ít bayhơi hơn (do nhiệt độ sôi cao hơn).Dựa vào điều kiện này , chúng ta cho bay hơi hỗn hợp ban đầu, và chongưng tụ hơi hình thành trong thiết bị chưng cất đơn giản.
Trang 1Sinh viên : Nguyễn Mạnh BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN HÓA KỸ THUẬT 1 Lớp : Hóa_K36 BÀI 7
Nhóm : 3 CHƯNG ĐƠN GIẢN HỖN HỢP LỎNG 2 CẤU TỬ
1 MỤC ĐÍCH:
Để kiểm chứng công thức lý thuyết và cân bằng vật liệu trong quá trình
chưng đơn giản
2 LÝ THUYẾT:
Các cấu tử của hỗn hợp lỏng thường có nhiệt độ sôi khác nhau ở cùng một
áp suất bên ngoài, còn khi ở cùng một nhiệt độ sôi, chúng có các áp suất bên
ngoài khác nhau Do vậy, trong quá trìh bay hơi của hỗn hợp lỏng, các cấu
tử của nó thể hiện khuynh hướng khác nhau khi chuyễn sang trạng thái hơi,
tức là chúng có độ bay hơi khác nhau Cấu tử có nhiệt độ sôi thấp nhất là cấu
tử dễ bay hơi nhất Như vậy, khi hỗn hợp lỏng bay hơi, nồng độ của cấu tử
có nhiệt độ sôi thấp hơn ở trong pha hơi hình thành sẽ lớn hơn nồng độ của
nó trong pha lỏng ban đầu (y > x) Điều đó cho phép tách hỗn hợp lỏng ban
đầu và thành phần cất thì giàu cấu tử dễ bay hơi hơn (do nhiệt độ sôi thấp
hơn phần cặn) và thành phần cặn còn lại trong nồi chưng giàu cấu tử ít bay
hơi hơn (do nhiệt độ sôi cao hơn)
Dựa vào điều kiện này , chúng ta cho bay hơi hỗn hợp ban đầu, và cho
ngưng tụ hơi hình thành trong thiết bị chưng cất đơn giản
Nguyên tắc hoạt động của thiết bị đơn giản:
Công thức tính toán quá trình chưng cất đơn giản hỗn hợp hai cấu tử
là:
ln
trong đó: F: Là lượng hỗn hợp ban đầu trong nồi chưng,đơn vị là (mol)
Trang 2xF, xW lần lượt là thành phần cấu tử dễ bay hơi trong hỗn hợp ban đầu và trong phần cặn
x,y lần lượt là thành phần cân bằng lỏng/hơi của hỗn hợp lỏng cần chưng (phần mol)
Giá trị tích phân trong phương trình trên được xác định bằng đồ thị hoặc bằng phương pháp tích phân số
Hình vẽ trong giáo trình thầy đã biên soạn.(trang 18, bài 7 chưng cất đơn giản hỗn hợp lỏng 2 cấu tử)
3.DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ
Như trong giáo trình thầy đã biên soạn (trang 19, bài 7 Chưng đơn giản hỗn hợp lỏng hai cấu tử)
3 HÓA CHẤT
- Acid acetic
- Acid oxalic
- NaOH
- Chỉ thị phenophtalein
- Nước cất
4 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
Bước 1
Pha 200 mL dung dịch acid axetic 40% từ acid đậm đặc Ta dùng phương pháp pha loãng Ta có được dung dịch acid axetic 40% Và xác định được các giá trị ban đầu của dd acid axetic là Vo, mo, và xác địnhCo bằng phương pháp chuẩn độ Acid-Bazo (Cho dung dịch acid bình tam giác với thể tích chính xác, rồi cho vài giọt chỉ thị phenolphtalein vào bình (dung dịch có màu hồng), sau đó cho dd chuẩn đã biết trước nồng độ vào buret,
từ buret ta cho dung dịch NaOH có nồng độ biết trước chảy từ từ đến khi nào dung dịch trong bình tam giác mất màu, khi đó đọc thể tích NaOH tiêu tốn, áp dụng định luật đương lượng ta suy ra được Co = (VNaOH
Trang 3Bước 2.
Cho hỗn hợp lỏng vào bình cất và cất cho đến khi thu được phần cất có
thể tích khoảng ½ thể tích của hỗn hợp ban đầu thì:
- Đo thể tích phần cất (V1) và cân phần cất (m1) Và xác định nồng độ acid
axetic C1 (mol/L)
Lưu ý:
Việc xác định C1 cũng tiến hành tương tự như xác định nồng độ Co ban đầu
- Đo thể tích phần cặn (V3) và cân phần cặn (m2) và xác định nồng độ
C2(mol/L)
5.KẾT QUẢ
mo
(gam)
Vo
mL
Co
(mol/L)
m1 (gam)
V1 mL
C1 (mol/L)
m2 (gam)
V2 mL
C2 (mol/L)
148.9
4
150m L
6 BÁO CÁO KẾT QUẢ
Trang 4Thành phần cấu tử dễ bay hơi trong hỗn hợp ban đầu là
xF = (n H2O ban đầu/ F) = (mo – Co *Vo*10-3*M acid axetic)/(M H2O*F) (148.94 – 3.25*150*10-3*60)/(18*3.25) = 2.05
Thành phần cấu tử dễ bay hơi trong phần cặn
xW = (n H2O còn lại/W) = (m2 – C2*V2*10-3*M acid axetic)/(M
H2O*W)
(89.77 – 3*91*10-3*60)/(18*2.7) = 1.51
Nhận xét:
Qua tính toán ta thấy thành phần cấu tử dễ bay hơi trong hỗn hợp ban đầu
là 2.05 so với thành phần cấu tử dễ bay hơi trong phần cặn là 1.51 từ đây
ta thấy xW chiếm thành phần không nhiều hơn so với xF, điều đó cho thấy quá trình chưng đơn hỗn hợp lỏng này diễn ra chưa thành công vì thành phần cấu tử dễ bay hơi vẫn còn dư trong phần cặn quá nhiều, nên quá trình tách thành phần cấu tử dễ bay hơi vẫn chưa hoàn toàn , nó cũng đồng nghĩa với phần còn lại trong phần cặn vẫn chứa nhiều cấu tử dễ bay hơi hơn.Như vậy nồng độ của cấu tử có nhiệt độ sôi thấp hơn trong pha hơi hình thành không lớn lắm so với thành phần của nó trong hỗn hợp ban đầu