3 cấu tử

Mục đích - Khảo sát sự hòa tan có giới hạn của hệ 3 cấu tử lỏng ở nhiệt độ phòng - Xây dựng giản đồ hòa tan đẳng nhiệt của hệ 2.. Xét hệ 3 cấu tử A, B, Ccó các trường hợp sau: - Nếu từng

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI

KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG SỨC KHỎE

Báo cáo thực hành Môn: Hóa Lý

Bài 3: Xây dựng giản đồ pha cho hệ 3 cấu tử lỏng

GV: Nguyễn Hồng Ánh

Nhóm sv: Nhóm 3.

Đồng Nai Ngày 07 Tháng 09 Năm 2020

Ngày thực hành: 31/08/2020

I.Cơ sở lý thuyết.

1 Mục đích

- Khảo sát sự hòa tan có giới hạn của hệ 3 cấu tử lỏng ở nhiệt độ phòng

- Xây dựng giản đồ hòa tan đẳng nhiệt của hệ

2 Nguyên tắc

2.1 Phân loại hệ 3 cấu tử lỏng

Tùy theo hệ thống có 1,2 hay 3 cấu tử có tính tan vào nhau một phần mà người ta phân loại hệ 3 cấu tử Xét hệ 3 cấu tử A, B, Ccó các trường hợp sau:

- Nếu từng cặp hòa tan hoàn toàn thì trong hệ 3 cấu tử lỏng chúng cũng hòa tan hoàn toàn (nước- etanol- aceton)

- Một cặp hòa tan hạn chế còn các cặp khác hòa tan không hoàn toàn(nước-clorfom-axitacetic)

- Hai cấu tử hòa tan hoàn toàn còn các cặp khác hòa tan hạn chế(nước-phenol-aceton)

- Tất cả ba cấu tử đều hòa tan hạn chế (nước- anilin-hexan)

- Cả ba cấu tử hòa tan không hoàn toàn vào nhau( Nước- thủy ngân- benzene) Khi xét đến một hệ thuộc dạng nào đó cần chú ý đến điều kiện nhiệt độ mà tại đó

hệ đang xét do dự thay đổi nhiệt độ làm ảnh hưởng đến độ hòa tan của chất lỏng dẫn đến sự thay đổi hình dạng của giản đồ

2.2 Giản đồ pha của hệ ba cấu tử và cách xác định thành phần của mỗi cấu tử

- Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất định giản đồ biểu diễn có dạng một tam giác đều với ba đỉnh biểu diễn ba thành phần cấu tử tính chất, các cạnh biểu diễn thành phần của hai cấu tử tương ứng, các điểm bên trong biểu diễn thành phần của hệ

- Các phương pháp:

+ Phương pháp Bozebom: Ba đỉnh của tam giác là ba điểm hệ của các cấu tử nguyên chất A, B và C(100%) Ba cạnh của tam giác AB, AC, BC biểu diễn thành phần của hệ hai cấu tử Các điểm trong tam giác biểu diễn thành phần của hệ

+ Phương pháp Gibbs: Quy ước đường cao của tam giác đều bằng 100% Từ P kẻ các đường vuông góc Pa, Pb, Pc lần lượt xuống các cạnh BC AC AB lần lượt biểu diễn thành phần cấu tử A B C trong hỗn hợp

II Cách tiến hành.

- Lấy 8 erlen lượng hóa chất theo bảng 1

Bảng 1 Thể tích hóa chất trong các erlen từ 1-8

C6H6, ml 1 2.5 4 6 0.5 0.3 0.3 0.4

H2O, ml 5

8 2.25 3.6 3.3 20 15 12 8

C2H5OH, ml 9 7.5 6 4 3 5 8 14

- Thêm dần cấu tử thứ ba vào hệ hai cấu tử ở erlen số 1

- Lắc đếu rồi quan sát sau mỗi lần thêm

- Khi nào dung dịch chuyển sang dị thể thì dừng lại

- Ghi thể tích cấu tử thứ 3 đã dùng

- Tiến hành với các erlen còn lại

III Kết quả.

Bảng 3.1 Kết quả thí nghiệm.

C6H6, ml 1 2,5 4 6 0.5 0.3 0.3 0.4

H2O, ml 5,8 2,25 3.6 3.3 20 15 12 8

C2H5OH, ml 9 7,5 6 4 3 5 8 14

Bảng 3.2 Bảng số liệu quy đổi ra phần trăm khối lượng.

% C6H6 6.4

%

34.9

%

29% 44.8

%

1.9% 1.4% 1.4.% 1.8%

% H2O 42% 17.9

%

30.4

%

28% 88% 78.1

%

64.6

%

41.3

%

%C2H5O 52% 47.2 40% 26.9 10.1 20.5 34% 56.9

H % % % % %

3.3 Vẽ giản đồ pha hệ 3 cấu tử.

3.4 Tính số độ tự do của hệ trong vùng đồng thể và vùng dị thể, nêu ý nghĩa.

- Số độ tự do của hệ trong vùng đồng thể.

c= k-f+n

trong đó

c: độ tự do

k: số cấu tử (3)

f: số pha.(1)

n: các thông số bên ngoài Bao gồm nhiệt độ, nồng độ, áp suất… (2)

→ c= 3-1+2=4

Số độ tự do của hệ trong vùng dị thể.

c= k-f+n

với f =2

→c= 3-2+2=3.

* Ý nghĩa số độ tự do: Số độ tự do của một hệ cho biết tại các vùng của

hệ (đồng thể/ dị thể) các thông số trạng thái tối thiệu cơ bản để để xác định trạng tháo cân bằng của hệ một các độc lập.

3.5 nguyên tắc xây dựng giản đồ pha cho hệ 3 cấu tử.

-Ta có hệ gồm hai cấu tử A-C mà điểm biểu diễn là m Thêm dần cấu tử

B vào hệ m,khi đó m sẽ chạy theo đường mB(dần về phía B) Trong khoảng từ m đến a2 hệ là đồng thể Tại điểm a2 hệ chuyển từ trạng thái đồng thể sang dị thể.

-Tương tự ta có hệ gồm hai cấu tử A-B có điểm biểu diễn là P Thêm dần cấu tử P vào hệ C, lúc này P sẽ chạy theo hướng PC(dần về phía C) Khi đạt đến điểm a1 hệ chuyển từ dị thể sang đồng thể.

=>Như vậy, bằng cách thêm dần cấu tử thứ ba vào hệ hai cấu tử có thành phần xác định trong điều kiện đẳng nhiệt, đẳng áp ta có thể khảo sát và thiết lập được giản đồ pha của hệ ba cấu tử lỏng tan lẫn có giới hạn.

3.6/Các sai số có thể gặp và cách khắc phục.

*Các sai số có thể gặp:

- Dụng cụ không sạch.

- Hóa chất không tinh khiết/ bị bay hơi trong quá trình thực hiện.

- Sai số của dụng cụ đong( pipet/ erlen…)

- Thao tác của người thực hiện không đúng kỹ thuật.

*Cách khắc phục:

- Sử dụng dụng cụ sạch và hóa chất tinh khiết( tránh rửa dụng cụ trước khi thực hành)

- Thực hiện tại tủ hút, tránh làm hóa chất bay hơi mạnh.