Làm bông tuyết (hiện tượng thăng hoa và ngưng tụ) pptx

Làm bông tuyết (hiện tượng thăng hoa
và ngưng tụ)
Bạn đã bao giờ thấy tuyết rơi chưa? Ở một nước nhiệt đới
như Việt nam chúng ta thì cũng thỉnh thoảng lắm mới có
tuyết rơi vào mùa đông trên những vùng núi cao (như Sapa
chẳng hạn). Thế mà, với Hóa Học Vui, bạn sẽ có thể tự tạo
ra tuyết đấy. Nhưng trước tiên, chúng ta hãy cùng nhau tìm
hiểu các dạng tồn tại của vật chất đã nhé.
Vật chất tồn tại ở ba dạng khác nhau: rắn, lỏng và khí. Sự
chuyển trực tiếp từ thể rắn sang thể khí gọi là thăng hoa,
quá trình ngược lại gọi là ngưng tụ.
Bài thực nghiệm này minh họa hai quá trình chuyển hóa
này. Sản phẩm của quá trình ngưng tụ tồn tại dưới dạng
“tuyết” mà bạn các bạn vẫn nhìn thấy trong ngăn đá tủ
lạnh.
1. Dụng cụ và hóa chất
 Một cốc thủy tinh Pyrex® (1 hoặc 2 L)
 Một tấm thủy tinh nhỏ, dùng để đậy lên trên mặt cốc
 Một bếp điện
 Khoảng 20 g axít benzoic C
6
H
5
– COOH
 Một cành cây nhỏ
 Cồn y tế
2. Quy trình tiến hành thực
nghiệm
 Cho vào cốc thủy tinh 20
g axít benzoic . Sau đó, đặt
cành cây vào.

 Đặt tấm thủy tinh lên
miệng cốc (chú ý không đậy
kín cốc !).
 Đặt cốc lên bếp điện,
chỉnh bếp điện đến khoảng 100°C (không đun nóng quá
nhiệt độ này).
 Quan sát sự thăng hoa của axit benzoic (khói) và sự
ngưng tụ của axit này trên cành cây dưới dạng tinh thể
(không mở nắp thủy tinh ra).
 Khi thí nghiệm kết thúc, tưới cồn y tế lên trên cành
cây và thành phía trong của cốc thủy tinh để nó hòa tan axít
benzoic tinh thể, rồi rửa dụng cụ bằng nước.
3. Giải thích hiện tượng
 Axít benzoic thăng hoa ở 100°C, chuyển trực tiếp từ
trạng thái rắn sang khí mà không qua trạng thái lỏng. Hơi
axít ngưng tụ trong cốc thủy tinh và tạo thành một đám mù,
rồi sau đó ngưng tụ thành dạng tinh thể (xem thí nghiệm
tinh thể – san hô và thí nghiệm kết tinh nhanh trên tấm thủy
tinh).
 Các tinh thể axít benzoic phát triển ngay trên bề mặt
rắn mà nó tiếp xúc (trên cành cây và mặt trong của cốc thủy
tinh nếu bề mặt này có một vài vết xước).
 Hình dạng của tinh thể rất giống với “tuyết” mà các
bạn nhìn thấy trong ngăng đá tủ lạnh. Thực ra, nước đá
cũng có thể thăng hoa và ngưng tụ thành những bông tuyết
(tinh thể có dạng hình lục giác đều)̉. Ở các nước hàn đới,
vào mùa đông, nhiệt độ xuống dưới 0°C, các bạn có thể
làm thí nghiệm này : tẩm nước vào một miếng vải rồi đưa
ra ngoài trời, tấm vải sẽ khô đi, với điều kiện là trời hôm đó
có một chút gió.

 Ngay cả khi nhiệt độ hóa hơi của một chất cao hơn
nhiều so với nhiệt độ phòng, chất đó vẫn có thể hóa hơi
được. Sự bay hơi của một chất phụ thuộc vào áp suất hơi
bão hòa của chất đó, nghĩa là khả năng bay hơi của nó.
Thính giác của bạn có thể cảm nhận được rất rõ điều này :
axit benzoic có mùi cay : điều đó có nghĩa là một vài phân
tử khí của axit benzoic đã bay tới mũi bạn đấy !…
 Áp suất hơi bão hòa (khả năng bay hơi của một chất),
nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của một chất phụ thuộc
vào :
o Nhiệt độ : Một chất sẽ dễ bay hơi hơn nếu ta đun
nóng nó.
o Áp suất : Một chất sẽ dễ bay hơi hơn nếu ta giảm
áp suất không khí xung quanh nó.
o Vào bản thân chất đó, đặc biệt là lực tương tác
giữa các phân tử (ví dụ lực van der Waals hoặc liên kết
hydro).
4. Những điều cần lưu ý
 Đeo kính bảo hiểm, khẩu trang và làm việc ở nơi
thoáng khí.
 Không bỏ nắp thủy tinh ra khi cốc đang nóng vì hơi
axít benzoic độc. Để cho cốc nguội rồi mới mở nắp.
 Không đóng kín cốc trong khi đun để tránh vỡ cốc nếu
áp suất bên trong quá lớn.
 Nếu chẳng may bị dính axit benzoic, hãy rửa ngay
bằng xà phòng và xối nhiều nước.