XÁC ĐỊNH ĐỘ SỐC NHIỆT THỦY TINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

BÁO CÁO THỰC HÀNH
THÍ NGHIỆM CHUYÊN NGHÀNH CÔNG NGHỆ SILICATE

BÀI 8. XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN HÓA, ĐỘ SỐC NHIỆT CỦA THỦY TINH
GVHD: Th.S Hoàng Thị Thanh
Mã lớp học phần: 420300349802
Họ và tên:
Lớp: DHVC14
Khoá: 2018 - 2022


CHỦ ĐỀ NỘI DUNG

1

MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

4

KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT

2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

5

TRẢ LỜI CÂU HỎI

3

THỰC NGHIỆM

6

TÀI LIỆU THAM KHẢO


1. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

Học xong và làm thực nghiệm, sinh viên có thể:



Hiểu được phương pháp xác định khả năng chống lại tác dụng phá hủy các tác nhân hóa học khác nhau và hàm lượng độc tố thoát ra trong giới hạn cho phép đảm bảo an toàn.



Nắm được phương pháp xác định khả năng chống lại nhiệt độ môi trường có sự chênh lệch nhiệt độ của thủy tinh.



Nắm vững được các kỹ năng thực hành xác định các thông số của thủy tinh nhằm ứng dụng trong thực tiễn.


2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT



Độ bền hóa

Khái niệm: Là khả năng chống lại tác dụng phá hủy của các tác nhân khác nhau.
Độ bền hóa của thủy tinh phụ thuộc vào:

-

Thành phần hóa học của thủy tinh

-

Bản chất các tác nhân và điều kiện tác dụng (nhiệt độ, thời gian...)

Trong thực nghiệm, thủy tinh được kiểm tra trong môi trường nước. Như vậy, độ bền nước (x) của thủy tinh quy về Na2O theo cơng thức sau:
Tính bằng: mg/g: x = 0,31 (V – Vo)
Trong đó:

-

V: Lượng HCl 0,01N tiêu tốn để chuẩn mẫu thử, ml
Vo: Lượng HCl 0,01N tiêu tốn để chuẩn mẫu nước trắng, ml
0,31: Hệ số chuyển hóa HCl 0,01N ra Na2O tính bằng mg/g


2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT



Độ bền nhiệt

 Khái niệm: Là khả năng của thủy tinh chống lại sự thay đổi của nhiệt độ

Độ bền nhiệt của thủy tinh phụ thuộc vào:

-

Độ dẫn điện

-

Hệ số giãn nở nhiệt theo chiều dài

-

Nhiệt dung riêng của nó

Ngoài ra còn phụ thuộc vào độ bền kéo, modul đàn hời E.
Cơng thức tính đợ bền nhiệt của thủy tinh:
Trong đó: - – hệ số dẫn nhiệt

-

C – nhiệt dung riêng

-

- độ dẫn nhiệt độ

– tỷ trọng của thủy tinh

3. THỰC NGHIỆM

DỤNG CỤ,

Tủ sấy

Lò nung

Sàng 0,5mm: 1 cái

Bếp cách thủy

Pipet 25ml: 1 cái

Buret 25ml: 1 cái

Erlen 100ml: 6 cái

Bình định mức 50ml: 3 cái

Chậu nhựa

Bộ cối chày sứ: 1 bộ

THIẾT BI

Axit HCl 0,01N
Ethanol (CN)

HÓA CHẤT
Dung dịch đệm pH = 5,2
Methyl đo


3. THỰC NGHIỆM



Chuẩn bị mẫu thủy tinh xác định độ bền hóa

Hình 1. Mẫu thủy tinh đã được nghiền

Hình 2. Mẫu thủy tinh đem đi sấy khô

Hình 3. Quy trình chuẩn bị mẫu thủy tinh


3. THỰC NGHIỆM



Xác định độ bền hóa thủy tinh

Hình 4. Quy trình xác định độ bền hóa thủy tinh

Hình 5. Thủy tinh đi dun sôi


3. THỰC NGHIỆM



Độ sốc nhiệt thủy tinh

Hình 6. Quy trình độ sốc nhiệt thủy tinh

Hình 7. Mẫu kính tấm thủy tinh


4. KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT



Kết quả: Xác định độ bền hóa của thủy tinh
Bảng 1. Thể tích HCl chuẩn đợ
Mẫu
Mẫu

Mẫu
Mẫu trắng
trắng

Mẫu
Mẫu 1
1

Mẫu
Mẫu 2
2

Mẫu
Mẫu 33

Trung
Trung bình
bình

0,01N (mL)

0,6
0,6

1,8
1,8

2,0
2,0

2,2
2,2

V
=2
Vtb
tb = 2

Hình 8. Hỗn hợp sau khi được đun sôi

Hình 9. Hỗn hợp sau khi được chuẩn độ

4. KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT



Kết quả: Xác định độ bền hóa của thủy tinh

Tính toán kết quả:
Độ bền nước (x) của thủy tinh quy về Na2O theo công thức sau:
Được tính bằng: mg/g: x = 0.31 (V – Vo)
Trong đó:

-

V: Lượng HCl 0,01N tiêu tốn để chuẩn mẫu thử, ml
Vo: Lượng HCl 0,01N tiêu tốn để chuẩn mẫu nước trắng, ml
0,31: Hệ số chuyển hóa HCl 0,01N ra mg Na2O

 Độ bền nước của thủy tinh quy về Na2O:
X = 0,31.(V – VO) = 0,31.(2– 0,6) = 0,434 (mg/g)
 Cả ba mẫu đều có độ bền nước cấp 4


4. KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT



Kết quả: Xác định độ bền sốc nhiệt của thủy tinh
Bảng 2. Thể tích HCl chuẩn độ

Mẫu

o
70 C

o
100 C

o
120 C



Kết quả
 

o
150 C

Ghi chú:
: Mẫu thủy tinh chưa bị nứt
 : Mẫu thủy tinh bị nứt
 Kết luận:

-

o
Qua kết quả 4 mẫu, thì ở nhiệt độ 150 C thì mẫu bị nứt
Độ sốc nhiệt của thủy tinh được tính theo cơng thức:

o
= 150 – 30 = 70 C

Trong đó: - nhiệt độ gây vỡ sản phẩm
- nhiệt độ phòng

Hình 10. Tấm thủy tinh nứt sau khi bị sốc nhiệt


4. KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT



Nhận xét

Qua quá trình làm thí nghiệm:

Xác định đợ bền hóa của thủy tinh

Khi tiến hành chuẩn độ dung dịch cần phải chuẩn độ từ từ

Hiện tượng: dung dịch xuất hiện màu hồng nhạt

Xác định độ bền sốc nhiệt của thủy tinh
o
o
Ở nhiệt độ 150 C thì kính thủy tinh vỡ, đợ sớc nhiệt tương ứng là 120 C thì tấm thủy tinh bắt đầu nứt.


5. TRẢ LỜI CÂU HỎI

Câu 1: Anh/chị hãy vẽ sơ đồ khối quy trình thực nghiệm xác định các đại lượng trên?

a.

Xác định đồ bền hóa của thủy tinh
b. Xác định độ sốc nhiệt của thủy tinh


5. TRẢ LỜI CÂU HỎI

Câu 2: Anh/chị hãy trình bày các nguyên liệu chính sản xuất thủy tinh?
Thành phần chủ yếu của thủy tinh bao gồm là các oxit silic (SiO2) chứa trong cát thạch anh; CaO, CaCO 3 và MgO chứa trong đôlômit, đá vôi, sôđa (Na2CO3). Ngoài ra còn có natri sunfat
(Na2SO4), Al2O3. Đối với thủy tinh borat và thủy tinh phốt pho thì có chứa B2O3 và P2O5.

Câu 3: Anh/chị hãy vẽ sơ đồ biến đổi thù hình SiO2?


5. TRẢ LỜI CÂU HỎI
Câu 4: Anh/chị giới thiệu một số loại thủy tinh trong đời sống và sự khác biệt thành chính trong các loại thủy tinh đó?
Có 3 loại thủy tinh hay sử dụng:

•
•
•
•

Thủy tinh thơng thường (soda lime): dùng để sản xuất những sản phẩm như chén thủy tinh, đũa thủy tinh, chai, lọ....
Thủy tinh cường lực (tempened glass): dùng để sản xuất cửa kính,...
Thủy tinh chịu nhiệt: dùng để sản xuất sản phẩm cho nấu nướng như nồi thủy tinh, chảo thủy tinh, hộp thủy tinh...
o

Thủy tinh alumin và gali: thu được bằng việc tạo ơtecti giữa các hợp chất 5CaO.3Al 2O3 và CaO.Al2O3 nấu chảy ở nhiệt độ 1400 C. Ưu điểm của thủy tinh alumin và gali là có độ cứng
cao, chịu nhiệt tốt có thể dùng để chế tạo bông thủy tinh chịu nhiệt.

•

Thủy tinh borat: chứa B2O3 trong thành phần thủy tinh. Đặc trưng của thủy tinh borat là có tính cách điện tớt, nhất là khi chúng khơng chứa kiềm.

•

Thủy tinh photpho: chứa P2O5 trong thành phần hóa học. Các loại thủy tinh photpho có một số nhược điểm như có xu hướng kết tinh mạnh, độ bền hóa yếu, giá thành cao. Tuy nhiên có thể
thay thế thủy tinh silicat trong một số trường hợp như làm thủy tinh bền chống được axit flohydric (HF) có khả năng hòa tan thủy tinh thông thường.


5. TRẢ LỜI CÂU HỎI
Câu 4: Anh/chị hãy vẽ sơ đờ quy trình sản x́t thủy tinh xây dựng?


6. TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Bạch Đình Thiên, Công nghệ thủy tinh xây dựng, Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội, 2004.
[2]. Bộ Xây Dựng, Tuyển tập tiêu chuẩn xây dựng của Việt Nam, NXB Xây Dựng, 1997.
[3]. Nguyễn Kim Huân, Bạch Đình Thiên – Thiết bị nhiệt trong sản xuất VLXD – NXB Khoa học và Kỹ thuật, 1998.
[4]. Nguyễn Đăng Hùng – Lò Silicat – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, 1980.


CÁM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI