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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
🙞···☼···🙜

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ
KHOA: CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU

LỚP: L02-NHÓM 01-HK 212

GVHD: PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN
SINH VIÊN THỰC HIỆN
Danh sách thành viên
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Họ và tên
Bùi Nữ Ngọc Diễm
Phạm Anh Dũng
Nguyễn Thái Bình Dương
Đặng Khánh Duy
Lương Vĩnh Hảo
Đặng Phi Hùng

Đồn Đức Huy
Vi Tấn Hưng
Nguyễn Thị Thu Hương
Quách Duy Khánh

MSSV
2012793
2012875
2012889
2012812
1913270
2013353
1913501
2013402
2013405
2013464

Thành phố Hồ Chí Minh-2022

Điểm số


BÁO CÁO KẾT QUẢ LÀM VIỆC NHÓM
T

Họ và tên

MSSV

Nguyễn Thị Thu Hương

2013405

Nhiệm vụ

T
1

Tổng hợp và chỉnh sửa
2

Bùi Nữ Ngọc Diễm

2012793

3

Nguyễn Thái Bình Dương

2012889
Bài 1: Nhiệt phản ứng

4

Đặng Khánh Duy

2012812

5

Lương Vĩnh Hảo

1913270
Bài 2: Hấp phụ trên ranh

6

Đoàn Đức Huy

1913501

7

Quách Duy Khánh

2013464

giới lỏng – rắn

Bài 3: Độ nhớt
8

Đặng Phi Hùng

2013353

9

Phạm Anh Dũng

2012875
Bài 4: Xác định kích

10

Vi Tấn Hưng

2013402

thước hạt

Chữ ký


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

LỜI TĨM TẮT

Để hoàn thành báo cáo này, ngoài sự cố gắng của các thành viên trong nhóm,
khơng thể khơng 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 Trung
Kiên– giảng viên bộ mơn Hóa Lý của Khoa Cơng Nghệ Vật Liệu. Sự tận tâm của thầy
trong khi hướng dẫn thí nghiệm cộng với sự năng nổ trong việc giải quyết những câu
hỏi của các thành viên trong lớp học đã phần nào củng cố thêm kiến thức cho nhóm để
nhóm 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 dung
như sau:

Bài 1: Nhiệt phản ứng.
Bài 2: Hấp phụ trên ranh giới lỏng – rắn.
Bài 3: Đo độ nhớt.
Bài 4: Xác định kích thước hạt.
Sau cùng, nhóm xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất, chân thành nhất đến thầy
Phạm Trung Kiên– người thầy vui tính và tận tâm cùng tập thể lớp. Chúc cho tất cả
mọi người
có một sức khỏe và thành công.

1


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

DANH MỤC BẢNG BIỂU
BẢNG
Bảng 1.1 Bảng dụng cụ

(Trang 3)

Bảng 1.2 Bảng hóa chất

(Trang 3)

Bảng 1.3 Bảng ghi nhận giá trị đo nhiệt độ - thời gian của 0.01mol KCL ở tốc độ
quay 500rpm

(Trang

8)
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 lỗng

(Trang 16)

Bảng 2.3 Kết quả thơ khi chuẩn độ dung dịch NaOH

(Trang 23)

Bảng 2.4 Kết quả tính khi chuẩn độ dung dịch NaOH

(Trang 23)

Bảng 3.1 Hóa chất và dụng cụ

(Trang 30)

Bảng 3.2 Mẫu nước cất – lần 1

(Trang 34)

Bảng 3.3 Mẫu PVA – lần 1

(Trang 34)

Bảng 3.4 Mẫu nước cất – lần 2

(Trang 34)

Bảng 3.5 Mẫu PVA – lần 2

(Trang 35)

Bảng 3.6 Mẫu nước cất – lần 3

(Trang 35)

Bảng 3.7 Mẫu PVA – lần 3

(Trang 35)

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


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

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 1.4 Đồ thị liên hệ nhiệt độ-thời gian T-t

(Trang 11)

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
nước cất

(Trang 36)

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

(Trang 37)

Biểu đồ 4.1 Biểu đồ phân bố kích thước hạt

(Trang 47)

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
máy tán xạ laser Horiba LA-960)

(Trang 49)

3


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

MỤC LỤC
LỜI TÓM TẮT

I

DANH MỤC BẢNG BIỂU

II

MỤC LỤC..........................................................................................................IV
Bài 1: NHIỆT PHẢN ỨNG

1

1.1 MỤC ĐÍCH

1

1.2

1

LÝ THUYẾT

1.2.1

Nhiệt hịa tan

1

1.2.2

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

1

1.2.3

Dùng nhiệt hòa tan của một muối đã biết

2

1.3 THỰC NGHIỆM

3

1.3.1

Dụng cụ và hóa chất

3

1.3.2

Cách tiến hành

3

1.4

KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

7

1.4.1

Xác định nhiệt dung tổng cộng W dùng KCl

7

1.4.2

Xác định nhiệt hòa tan của NaOH

9

` 1.5 NHẬN XÉT

11

BÀI 2: HẤP PHỤ TRÊN RANH GIỚI LỎNG - RẮN

14

2.1 MỤC ĐÍCH

14

2.2 LÝ THUYẾT

14

2.3 THỰC NGHIỆM

17

2.3.1

Dụng cụ và hóa chất

17

2.3.2

Cách tiến hành

17

2.4 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

24

2.4.1 Kết quả thơ

24

2.4.2 Kết Quả Tính

24

2.5

NHẬN XÉT

28
4


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

BÀI 3: ĐỘ NHỚT

29

3.1

29

LÝ THUYẾT

3.1.1 Độ nhớt

29

3.1.2 Công thức

29

3.2 THỰC NGHIỆM

30

3.2.1 Dụng cụ, hóa chất

30

3.2.2 Tiến hành thí nghiệm

30

3. 3 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

34

3.3.1 Báo cáo thí nghiệm:

34

3.3.2 Tính tốn kết quả và vẽ biểu đồ

36

3.3.3 Tính khối lượng riêng của PVA thơng qua giá trị khối lượng cân (g) và thể
tích đo nhớt là 100ml
38

3.4 NHẬN XÉT

39

BÀI 4: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HẠT

41

4.1 MỤC TIÊU

41

4.2 LÝ THUYẾT

41

4.2.1 Đường kính trung bình

41

4.2.2

Thơng số cỡ hạt trung bình

41

4.2.3

Hàm lượng của các nhóm hạt trên sàng

41

4.2.4

Hàm lượng phần trăm tích lũy (%) của nhóm hạt lọt sàng

42

4.3 THỰC NGHIỆM

42

4.3.1

Dụng cụ thí nghiệm

42

4.3.2

Ngun liệu

42

4.3.3

Quy trình thí nghiệm

43

4.4 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

47

4.4.1 Xác định biểu đồ đường cong phân bố hạt, đường cong tích lũy

47

4.4.2 Tính kích thước hạt trung bình của mẫu đã phân tích

48

4.4.3 Lượng hạt tích lũy qua sàng, biểu đồ phân bố hạt và đường tích lũy hạt

48

4.4.4 Phân tích kết quả mẫu có sẳn

50

4. 5. NHẬN XÉT

51

TÀI LIỆU THAM KHẢO

53

Bài 1: NHIỆT PHẢN ỨNG
5


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ
1.1

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

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 hịa tan
Q trình hồ tan ln ln kèm theo sự giải phóng hay hấp thụ nhiệt tùy theo

bản chất của chất tan và dung môi. Hiệu ứng nhiệt kèm theo q trình hồ tan 1 mol
chất tan trong một lượng dung mơi nào đó để thu được dung dịch có nồng độ xác định
được gọi là nhiệt hịa tan tích phân. Hiệu ứng nhiệt kèm theo q trình hồ tan 1 mol
chất tan trong một lượng dung mơi 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 nhiệt
lượng 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 q trình nhiệt động
trong đó và đo hiệu ứng nhiệt của các quá trình này thông qua việc đo sự chênh lệch
nhiệt độ ∆ T trước và sau quá trình. Như vậy bình phản ứng của NLK phải được cách
nhiệt rất tốt (hệ đoạn nhiệt).

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

Nhiệt lượng kế

9- Lớp cách nhiệt của nhiệt lượng kế

Hiệu ứng nhiệt của quá trình tiến hành trong NLK được tính:
Q = W.ΔT = [∑Ci.gi + K].ΔT 

6


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

Trong đó:

W : nhiệt dung tổng cộng trung bình của cả hệ thống (nhiệt dung của thiết bị
nhiệt lượng kế)
Ci , gi: lần lượt là nhiệt dung riêng và khối lượng của các chất phản ứng (kể cả
dung môi)
K : hằng số của NLK
Nếu tiến hành trong cùng một điều kiện (về dung mơi, thể tích tổng cộng) thì ta
có thể xem W là hằng số. Muốn xác định được hiệu ứng nhiệt của các q trình, ngồi
các giá trị của ΔT 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 q trình đã biết
chính 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 q trình hịa tan g gam muối khan trong G gam nước cất, đo ΔT
QMuối=[ (G + g)C +K]∆ T

M
g

Trong đó:
Q muối: Nhiệt hịa tan x mol của muối.
C: nhiệt dung riêng trung bình của dung dịch muối.
M: khối lượng phân tử muối.

1.3

THỰC NGHIỆM
1.3.1 Dụng cụ và hóa chất

Bảng 1.1 Bảng dụng cụ
Dụng cụ

Thơng số

Số
lượng

7

Dụng cụ

Số
lượng


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

kỹ thuật
Máy khuấy từ hiện số vòng quay

1

Ống đong 100mL

1

Cá từ quay 2 cm

1

Nhiệt kế 250 mL

1

1

Phễu thủy tinh nhỏ

1

Nhiệt kế rượu từ 0-100oc

1

Bình xịt nước cất

1

Giấy cân

1

Đồng hồ hoặc điện thoại

1

Bình Dewar

1000mL

bấm giây
Bảng 1.2 Bảng hóa chất
Hóa chất

Dạng

KCL

Rắn, 500g/hủ

NaOH

Rắn, 500g/hủ

1.3.2 Cách tiến hành
1.3.2.1 Xác định nhiệt dung tổng cộng W dùng KCl
- 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


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

(Đong chính xác 1000ml nước cất)

(Sau khi cho nước cất vào bình, cho cá từ vào,
đậy nắp lại và cắm nhiệt kể rượu vào

(Nhiệt độ phòng được ghi nhận
là 27,5 oC )

như hình trên)
- Dùng cối và chày sứ nghiền mịn KCl đã sấy khơ, sau đó cân chính xác khoảng
0.75g KCl (tương đương 0.01mol KCl) dùng giấy cân. Mở nắp bình NLK, sau đó cho
nhanh 0.01mol KCl này vào bình NLK.

9


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

(Cân 0,75g KCl)

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

(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 khơng thay đổi, kết thúc thí nghiệm.
Tháo dụng cụ, đổ bỏ dung dịch (chú ý giữ lại cá từ), rửa sạch bằng nước.

10

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

- 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 cơng thức:
W = (∆ HhtanKCl.nKCl) / ∆ TKCl

(kcal/OC )

Với:
∆ HhtanKCl: nhiệt hòa tan của 0,01 mol muối KCl trong 1000g H 2O ở 25oC:

4.157kcal/mol
nKCl : số mol KCl dêm đi hòa tan, trong bài TN chọn n=0,01
ΔTKCl : chênh lệch nhiệt độ xác định từ thí nghiệm
1.3.2.2. Xác định nhiệt hịa tan của NaOH
Lặp lại thí nghiệm trên, nhưng thay 0,75g KCl bằng 22.35g NaOH, xác định giá
trị thay đổi nhiệt độ ∆ TNaOH với giá trị W0.3(KCl) xác định ở thí nghiệm nhiệt hịa tan
KCl
Xác định nhiệt hịa tan của 22.35g NaOH trong 1000g H2O
Qhtan (NaOH) = W x ∆ TNaOH

11

(kcal)

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ
1.4

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
1.4.1 Xác định nhiệt dung tổng cộng W dùng KCl
Bảng 1.3 Bảng ghi nhận giá trị đo nhiệt độ - thời gian của 0.01mol KCL
ở tốc độ quay 500rpm
Số thứ tự Thời gian t (s)

Nhiệt độ T (oC)

Ghi chú

0

0s

T0=27,5oC

Nhiệt độ phịng

1

30s

T1=27,5oC

Nhiệt độ khơng đổi

2

60s

T2=27,5oC

Nhiệt độ khơng đổi

3

90s

T3=27,5oC

Nhiệt độ khơng đổi

4

120s

T4=27,5oC

Nhiệt độ không đổi

5

150s

T5=27,5oC

Nhiệt độ không đổi

6

180

T6=27,5oC

Nhiệt độ không đổi

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

25

Nhiệt Độ T(C)

20
15

KCl 0,01 mol

10
5
0

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Thời gian t(s)

Bảng 1.4 Bảng ghi nhận giá trị đo nhiệt độ - thời gian của 0.3 mol KCl ở tốc độ
quay 500rpm
Số thứ tự

Thời gian t (s)

Nhiệt độ T (oC)

12

Ghi chú


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

0

0s

T0=27,5oC

Nhiệt độ phịng

1

30s

T1=26,5oC

Nhiệt độ giảm 1 oC và khơng thay đổi

2

60s

T2=26,5oC

Nhiệt độ không đổi

3

90s

T3=26,5oC

Nhiệt độ không đổi

4

120s

T4=26,5oC

Nhiệt độ không đổi

5

150s

T5=26,5oC

Nhiệt độ không đổi

6

180

T6=26,5oC

Nhiệt độ không đổi

27.6
27.5
27.4

Nhiệt Độ T(C)

27.2
27
26.8
KCl 0,3 mol

26.6

26.5

26.5

26.5

26.5

26.5

26.5

26.4
26.2
26

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Thời gian t(s)

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

Tính tốn:
●

Khi dùng 0.01 mol KCl hồ tan trong 1000g H20

W0.01= (∆ HhtanKCl.nKCl) / ∆ TKCl

=

(4.194 x 0.01)/(0) = +∞ (kcal/OC )

13


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ
●

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

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 khơng 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 q 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
ở tốc độ quay 500rpm
Số thứ tự Thời gian t (s)

Nhiệt độ T (oC)

Ghi chú

0

0s

T0=27,5oC

Nhiệt độ phòng

1

14s

T1=28,5oC

Nhiệt độ tăng 1 oC

2

29s

T2=29,5oC

Nhiệt độ tăng 1 oC

3

30s

T3=30oC

Nhiệt độ tăng 0.5 oC

4

60s

T4=30oC

Nhiệt độ không đổi

5

90s

T5=30oC

Nhiệt độ không đổi

6

120s

T6=30oC

Nhiệt độ không đổi

14

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

7

150s

T7=30oC

Nhiệt độ không đổi

8

180s

T8=30oC

Nhiệt độ không đổi

30.5
30

30

30

30

30

30

30

29.5

29.5

Nhiệt Độ T(C)

29
28.5

28.5
28
27.5
27.5

NaOH 0,3 mol

27
26.5
26

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Thời gian t(s)

Biểu đồ 1.3 Đồ thị liên hệ nhiệt độ-thời gian (T-t) của 0.3mol NaOH
Tính tốn:
QhtanNaOH = WKCl x ∆TNaOH = -1,2582 x (30-27,5) = -3,1455 (kcal)

Nhận xét:
-Từ các dữ liệu sẵn có, cộng với số liệu thu được sau khi làm thí nghiệm ta
nhận thấy rằng, nhiệt hịa 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


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

-Thời gian tiêu tốn để tăng lên 1 oC của mỗi lần tăng nhiệt độ đều lớn hơn lần
tăng trước, để tăng lượng nhiệt càng lớn thì càng tốn nhiều thời gian.
1.5
NHẬN XÉT
Đồ thị:
31
30

30

30

30

30

30

27.5

27.5

27.5

27.5

27.5

29.5

29

Nhiệt Độ T(C)

30

28.5

28
27.5

27.5

27

26.5

26.5

26.5

26.5

26.5

NaOH 0,3 mol
KCl 0,01 mol
KCl 0,3 mol

26.5

26
25
24

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Thời gian t(s)

Biểu đồ 1.4 Đồ thị liên hệ nhiệt độ-thời gian T-t

Kết luận:
-Nhiệt hòa tan của KCL và NaOH rất khác biệt, phản ứng của KCl là phản ứng
thu nhiệt còn của NaOH là phản ứng tỏa nhiệt.
-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
khơng đáng kể của nhiệt độ trong q trình hịa tan do lượng KCl khơng nhiều
kéo theo lượng nhiệt của KCL 0.01mol giảm đi rất ít (theo giả thuyết) trong
cùng thời gian và trong suốt q trình thí nghiệm gần như khơng có sự thay đổi
về nhiệt độ đo được do đó ta khơng tính tốn được nhiệt dung W.

16


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

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

-Với biểu đồ của NaOH: Nhiệt độ của phản ứng tăng lên tức NaOH tỏa ra một
nhiệt lượng lớn hơn (1,2582kcal) so với KCl thu vào (1,2582 kcal). Vậy phản ứng hòa
tan KCl trong nước là thu nhiệt. Hịa tan NaOH là phản ứng tỏa nhiệt.
- Ngồi ra cịn có các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm như: ảnh hưởng
của yếu tố mơi trường như nhiệt độ mơi trường trong q trình thí nghiệm, độ trể bấm
đồng hồ, sai sót của người làm thí nghiệm.
Minh chứng số liệu

17


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

18


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

BÀI 2: HẤP PHỤ TRÊN RANH GIỚI LỎNG - RẮN
2.1

MỤC ĐÍCH
-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.
2.2

LÝ THUYẾT
Danh từ hấp phụ dùng để mơ tả hiện tượng trong đó một chất nào đó (dưới dạng

phân tử, nguyên tử hay ion) có khuynh hướng tập trung, chất chứa trên bề mặt phân
chia pha nào đó.
Trong trường hợp chất hấp phụ rắn, thường thì chất có bề mặt riêng (tổng diện tích
trên 1 gam chất rắn) rất lớn, có giá trị vào khoảng 10 – 1000 m2/g. Các chất hấp phụ
rắn 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 vật lý)
hay các lực gây nên do tương tác hóahọc (hấp phụ hóa học) hay do cả hai loại tương
tác trên cùng tác dụng.
Lượng chất bị hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ tùy thuộc vào nhiều yếu tố như:
-

Bản chất của chất hấp phụ và chất bị hấp phụ.

-

Nồng độ của chất tan.

-

Nhiệt độ.

Thực nghiệm thí nghiệm ở nhiệt độ khơng đổi, ta có thể đo được số mol chất bị

hấp phụ trên 1g chất hấp phụ rắn Γ ở các nồng độ chất tan khác nhau (C). Đường biểu
diễn Γ - C gọi là đường đẳng nhiệt hấp phụ.
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


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

Phương trình Freundlich
Đây là phương trình thực nghiệm, áp dụng cho sự hấp phụ chất khí hay chất hồ
tan trong dung dịch
Γ =K .C

l/ n

Trong đó:
K và 1/n: là những hằng số khơng có ý nghĩa vật lý
C

: là nồng độ dung dịch hấp phụ đạt cân bằng

Viết dưới dạng logarit
lnΓ = 1/n lnC + lnk.
Như vậy nếu biểu thị ln Γ theo lnC, ta sẽ được 1 đường thẳng có hệ số góc l/n và
tung độ góc là lnK.
Phương trình Freundlich thường thích hợp ở khoảng nồng độ (hay áp suất) trung

bình, vì ở nồng độ thấp Γ thường tỷ lệ thuận với C và ở nồng độ cao Γ thường đạt tới
1 trị số giới hạn và do đó độc lập với C.
Phương trình Langmuir
Đây là phương trình lý thuyết, áp dụng cho hấp phụ đơn lớp:
θ=

Γ
kC
=
Γ ∞ 1+ kC

Trong đó:
θ : độ che phủ bề mặt
Γ ∞ : số mol tối đa chất bị hấp phụ trên 1g chất rắn sao cho các

phân tử tạo thành đơn lớp.

.

k : hằng số
Có thể viết lại phương trình trên dưới dạng:
C C
1
= +
Γ Γ∞ k Γ ∞

Vậy nếu biểu thị C/ Γ ta được 1 đường thẳng có hệ số góc 1/ Γ ∞ và tung độ góc
1/k Γ ∞

20

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

Từ phương trình Langmuir, có thể xác định được bề mặt riêng S0 của chất hấp
phụ theo công thức:
S0 =Γ ∞ . N . A0

Trong đó:
N: số Avogadro = 6,023.1023
A0 : diện tích chiếm chỗ trung bình của một phân tử chất bị hấp

phụ (khi hấp phụ gọi là đơn lớp). Chẳng hạn với CH3COOH,
A0 CH 3 COOH =21 A

2.3

2

THỰC NGHIỆM
2.3.1 Dụng cụ và hóa chất
Bảng 2.1 Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm
Dụng cụ

Số lượng

Hóa chất

Erlen 250 ml

6 cái

1 Lít CH3COOH 0,2 M

Becher 100 ml

2 cái

Nước cất

Phễu sứ để lọc

6 cái

Than hoạt tính

Burette 25 ml

2 cái

500 ml NaOH 0,05 M

Quả bóp cao su

1 cái

Phenolphtalein 0,05%

Bình xịt nước cất

1 cái

Erlen có nút 100 ml

6 cái

Pipette 10ml

1 cái

Nhiệt Kế

1 cái

Giấy lọc

2.3.2 Cách tiến hành
- Dùng acid acetic CH3COOH 0,2M và nước cất, pha loãng các dung dịch sau
trong 6 bình nón có nút nhám.
Bảng 2.2 Tỉ lệ acid acetic và nước cất trong dung dịch pha lỗng
Bình

1

2

3

21

4

5

6


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

CH3COOH (ml)

50

40

30

20

10

5

Nước cất (ml)

0

10

20

30

40

45

(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


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ

GVHD:PGS-TS PHẠM TRUNG KIÊN

(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,
lắc mạnh 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
trong 3 phút)

23

(Để yên trong 30 phút)