báo cáo kế quả thí nghiệm hóa lý đại học bà rịa vũng tàu

Bài 1: HẰNG SỐ CÂN BẰNG
I. MỤC ĐÍCH
Xác định hằng số cân bằng của phản ứng:
KI + I
2
 KI
3
(1)
Trong dung dịch nước
II. KIẾN THỨC LÍ THUYẾT
Hằng số cân bằng của phản ứng ( 1)
K
c
=
Nồng độ của iot có thể được xác định nhờ phương pháp chuẩn độ bằng Na
2
S
2
O
3

với chỉ thị hồ tinh bột theo phương trình ;
I
2
+ 2Na
2
S
2
O
3
 Na

2
S
4
O
6
+ 2NaI (2)
III. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
1. Xác định hệ số phân bố của I
2
giữa lớp CCl
4
và lớp H
2
O
Lấy vào hai bình nón nút nhám 1 và 2:
Bình 1: 150ml H
2
O bão hòa I
2
+ 10 ml CCl
4
Bình 2: 150ml nước cất + 10ml CCl
4
bão hòa I
2
Đậy nút kín hai bình và lắc t rong khoảng 1 giờ. Ngừng lắc và chuyển hỗn
hợp sang phễu chiết 1 và 2 tương ứng, để yên cho hỗn hợp tách lớp và chiết
riêng lớp CCl
4
ở bình 1, bình 2 vào lần lượt bình 1a và 2a tương ứng, lớp H

2
O
vào bình 1b và 2b tương ứng.
Chuẩn độ lớp hữu cơ: Dùng pipet lấy 2ml dung dịch CCl
4
ở bình 1a, 2a cho
vào lần lượt hai bình có chứa sẵn 25 ml KI 0,1 N rồi cho thêm khoảng 5 giọt hồt
tinh bột. Sau đó, tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch Na
2
S
2
O
3
0,01N
Chuẩn độ lớp H
2
O: Dùng pipet lấy 20 ml dung dịch H
2
O (ở bình 1b, 2b) cho
cho vào lần lượt hai bình có chứa sẵn 5 ,0 ml dung dịch KI 0,1 N rồi cho
thêm khoảng 5 giọt hồ tinh bột. Sau đó, tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch
Na
2
S
2
O
3
0,001N
Phương pháp xử lý số liệu:
Gọi số ml dd Na

2
S
2
O
3
có nồng độ là N ( trong trường hợp này là 0,01N đố với
lớp CCl
4
và 0,001N đối với lớp nước , tiêu tốn V ml trong quá trình chuẩn độ, số
ml dung dịch mẫu thử là V
o
, N
o
là nồng độ đương lượng của I
2
ta có
N
o
.V
o
= V.N mặt khác theo phương trình phản ứng ( 2)
N
o
= 2C do đó nồng độ phân tử gam của I
2
: N
0
=2C=V.N/ 2V
O
mol/l

Số ml Na
2
S
2
O
3
dùng
chuẩn độ
Bình 1 Bình 2
1a
(LớpCCl
4
)
1b
(lớp H
2
O)
2a
(LớpCCl
4
)
2b
(lớp H
2
O)
1 24.6 3.6 130 14.5
2 25.3 3.5 129.5 12.6
3 25.6 3.6 131 12.3
Trung bình 21.83 3.57 130.17 13.13
Nồng độ I

2
( mol/l) 0.0545 8.925*10
-5
0.3254 3.282*10
-4
2. Xác định nồng độ các chất tham gia phản ứng và hằng số cân bằng
Lấy vào 3 bình nón có nút nhám 3,4,5:
Bình 3: 50ml dd KI 0,1N và 10ml CCl
4
bão hòa I
2
.
Bình 4: 50ml dd KI 0,05N và 10ml CCl
4
bão hòa I
2
.
Bình 5: 50ml dd KI 0,1N và 5ml CCl
4
bão hòa I
2
và 5ml CCl
4
Đậy nút kín hai bình và lắc t rong khoảng 1 giờ. Ngừng lắc và chuyển hỗn
hợp sang phễu chiết 1,2 và 3 tương ứng, để yên cho hỗn hợp tách lớp và
chiết riêng lớp CCl
4
ở bình 1, bình 2,3 vào lần lượt bình 3a,4a,5a tương ứng, lớp
H
2

O vào bình 3b,4b,5b tương ứng.
Chuẩn độ lớp hữu cơ: Dùng pipet lấy 2ml dung dịch CCl
4
ở bình 3a,4a,5a cho
vào lần lượt hai bình có chứa sẵn 25 ml KI 0,1 N rồi cho thêm khoảng 5 giọt hồt
tinh bột. Sau đó, tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch Na
2
S
2
O
3
0,01N
Chuẩn độ lớp H
2
O: Dùng pipet lấy 20 ml dung dịch H
2
O (ở bình 3b,4b,5b)
cho cho vào lần lượt hai bình có chứa sẵn 5 ,0 ml dung dịch KI 0,1 N rồi cho
thêm khoảng 5 giọt hồ tinh bột. Sau đó, tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch
Na
2
S
2
O
3
0,001N
Bảng kết quả
Số ml Na
2
S

2
O
3
dùng chuẩn độ
Bình 3 Bình 4 Bình 5
3a 3b 4a 4b 5a 5b
1 27.2 125.9 40.8 98.5 11.3 71.1
2 27.3 125.8 41.4 98.6 11.4 71
3 27.1 125.6 41.9 98.5 11.3 71.2
Trung bình 27.2 125.7 41.4 98.53 11.33 71.1
Cách tính toán K
c

Dựa vào bảng 1, ta tính
K
pb
=[I
2
]
CCl4
/[I
2
]
H2O
=(K
pb1
+ K
pb2
)/2=(610.64+991.46)/2=801.05
Mà K

pb1
==610.64 và K
pb2
==991.46
Dựa vào bảng 2 ta tính được [ I
2
]
CCl4
và nồng độ tổng cộng C’= [ I
2
]+[KI
3
]
Trong từng bình
Bình 3: [ I
2
]
CCl4
=0.068 (N)
 [I
2
]
H2O
=[ I
2
]=[ I
2
]
CCl4
/K

pb
=0.068/801.05=8.49*10^-5 (N)
và C’=3.1425*10^-3 [KI
3
]=C’-[ I
2
]= 3.1425*10^-3 - 8.49*10^-5 =3.06*10^-3
(N)
[KI]=C
KI
– [KI
3
]= 0.1-3.06*10^-3 =0.097 (N)
Vậy K
C3
=[KI
3
]/ [KI]* [I
2
]= 3.06*10^-3 /(0.097 *8.49*10^-5)=371.57
Bình 4: [ I
2
]
CCl4
=0.104 (N)
 [I
2
]
H2O
=[ I

2
]= [ I
2
]
CCl4
/K
pb
= 0.104/801.05=1.3*10^-4 (N)
Và C’ = 2.46*10^-3[KI
3
]=C’-[ I
2
]= 2.46*10^-3 – 1.3*10^-4= 2.33*10^-3 (N)
[KI]=C
KI
– [KI
3
]=0.05 – 2.33*10^-3= 0.048 (N)
Vậy K
C4
=[KI
3
]/ [KI]* [I
2
]= 2.33*10^-3/(0.048*1.3*10^-4)=373.39
Bình 5; [ I
2
]
CCl4
= 0.028 (N)

 [I
2
]
H2O
=[ I
2
]= [ I
2
]
CCl4
/K
pb
= 3.49*10^-5 (N)
Và C’= 1.78*10^-3[KI
3
]=C’-[ I
2
]=1.75*10^-3 (N)
[KI]=C
KI
– [KI
3
]= 0.1- 1.75*10^-3= 0.098 (N)
Vậy K
C4
=[KI
3
]/ [KI]* [I
2
]=511.66

Hằng số cân bằng ;
= (K
C3
+K
C4
+K
C5
)/3=(371.57+373.39+511.66)/3=418.87
Tính sai số
K
C3
-= 371.57-418.87=-47.3
K
C4
-=373.39-418.87=-45.48
K
C5
-=92.79
=61.86
Vậy K
C
= = 461.22+61.86
Bài 2: PHẢN ỨNG THỦY PHÂN ESTE
I. MỤC ĐÍCH
Xác định hằng số tốc độ phản ứng và năng lượng hoạt động hoá của phản
ứng thủy phân etyl axetat bằng dung dịch kiềm.
II. LÝ THUYẾT
Phản ứng thuỷ phân etyl axetat xảy ra theo phương trình:
CH
3

COOC
2
H
5
+ NaOH  CH
3
COONa + C
2
H
5
OH (1)
Đây là phản ứng bậc hai , tốc độ của phản ứng t ỉ l ệ thuận với nồng độ este và
kiềm:
e k
dC
kC C
dt
− =
Và hằng số tốc độ phản ứng
0 0
0 0 0 0
( )
2.303
lg
( ) ( )
e k x
k e k e x
C C C
k
t C C C C C

−
=
− −
ở đây
0 0
à
e k
C v C
là nồng độ ban đầu của este và kiềm
C
x
là nồng độ của este và kiềm đã phản ứng sau thời gian t.
C
e
=
0
e
C
- C
x
và C
k
=
0
k
C
- C
x
là nồng độ của este và kiềm ở thời điểm t
Bằng cách chuẩn độ lại lượng NaOH còn lại trong phản ứng ở từng thời

điểm khác nhau có thể tính được C
x
từ đó xác định được k
III. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
Lấy hai bình cầu đáy bằng dung tích 200 ml có nút đậy kín (tốt nhất là nút nhám).
Dùng bình định mức lấy 100 ml dung dịch este etyl axetat 1/60 cho vào một bình
và 100ml dd NaOH 1/40 N vào bình kia (lượng NaOH dùng dư để phản ứng thủy
phân xảy ra hoàn toàn).
Đậy kín hai bình để tránh este bay đi và CO
2
tan vào dung dịch NaOH
Ngâm cả hai bình vào máy điều hòa nhiệt độ ở 30
0
C. Sau 10 ÷ 15 thì bắt đầu đổ
nhanh bình đựng dung dịch NaOH vào bình đựng este, đậy nút, lắc đều hỗn hợp,
ghi thời gian coi như đó là lúc bắt đầu phản ứng. Đồng thời dùng pipet lấy nhanh
15 ml hỗn hợp cho vào một bình nón cỡ 100 ml đã có sẵn 25 ml HCl 1/40 N.
Bằng cách chuẩn độ lượng axit dư trong bình nón (dùng NaOH 1/40 N với chất
chỉ thị phenolphtalein có thể biết được lượng HCl đã tiêu tốn để trung hòa lượng
NaOH có trong 15 ml mẫu thử. Dữ kiện thu được ứng với thời điển t = 0.
Sau 5, 10, 20, 30, 40, 50 phút kể từ lúc bắt đầu phản ứng, lại lấy ra 15 ml hỗn hợp
phản ứng cho vào bình nón đã có sẵn 25 ml HCl 1/40 N và lại chuẩn độ lượng
HCl dư bằng lương NaOH như đã nêu trên.
Sau khi lấy mẫu t hử cuối cùng (ở phút thứ 50), lắp vào bình phản ứng
một sinh hàn hồ i lưu, rồi đun trong nồi cách thu ỷ lên tới 70
0
C và giữ ở
nhiệt độ này trong khoảng nửa giờ. Để nguộ i hỗn hợp phản ứng đến 30
0
C

và tiến hành lấy mẫu và chuẩn độ NaOH còn lại như đã làm ở trên.
Để xác định năng lượng hoạt hoá của phản ứng cần lặp lại một thí nghiệm
tương tự như trên nhưng bình phản ứng được đặt trong má y điều nhiệt ở
40
0
Cvà mẫu thử được lấy ra ở những thời điểm 3, 5, 10, 15, 20, 30 phút
sau lúc bắt đầu phản ứng. Dữ kiện ứng với thời điể m t = 0 và t = ∞ có t hể
sử dụng kết quả ở phần trên.
Bảng Kết Qủa
Nhiệt độ(
0
C) Thời gian lấy
mẫu thử kể
từ thời điểm
t=0
Lượng
NaOH dùng
chuẩn độ
HCl dư, n
Lượng
NaOH có
trong 40ml
mẫu thử: n
t
=
25-n
Hằng số tốc
độ phản ứng
k
5 8.6 16.4 0.67

10 8.3 16.7 0.55
29
20 8.0 17 0.38
30 7.2 17.8 0.47
40 6.7 18.3 0.47
50 6.0 19 0.52
40
3 7.6 17.4 3.59
5 6.2 18.2 3.54
10 5.7 19.3 2.98
15 5.3 19.7 2.36
20 4.8 20.2 2.20
30 4.5 20.5 1.69
29,40 0 9.1 15.9
29,40 ∞ 3.3 21.7
Xử lí kết quả
Nếu gọi lượng NaOH 1/40N dùng để chuẩn độ axit dư trong bình nón là n ml
thì lượng HCl 1/40N đã tiêu tốn để trung hoà NaOH hay lượng NaOH 1/40N có
trong 15 ml mẫu thử n
t
sẽ bằng:
n
t
= 25 − n
Gọi n
o
, n
t
, n
∞

là lượng NaOH 1/40N có trong 15 ml mẫu thử ở các thời điểm
tương ứng t =0, t = t và t = ∞ thì nồng độ ban đầu của kiềm C
0
k
sẽ tỉ lệ với no; nồng
độ ban đầu của este C
0
e
tỉ lệ với n
o
− n
∞
(vì ta xem phản ứng đã kết thúc và lượng
NaOH lấy dư so với este) và nồng độ este đã bị thuỷ phân sau thời gian t là C
x
tỉ lệ
với n
o
− n
t
, nghĩa là:
C
0
k
= const.n
o
C
o
e
= const.(n

o
− n
∞
)
C
x
= const.(n
o
− n
t
)
ở đây “const” là hệ số tỉ lệ biểu thị sự liên hệ giữa nồng độ đương lượng của dung
dịch với số ml dung dịch và được tính như sau:
Vì n
o
là số ml NaOH 1/40N có trong 15 ml mẫu thử ở t = 0 nên đương lượng
NaOH có trong 15 ml đó là: n
0
.1/40.1/1000 và nồng độ đương lượng của NaOH
trong mẫu thử sẽ là:
1 1 15 1
( . . ) :
40 1000 1000 600
n o o
C n n= =
Như vậy “const” = 1/600
Thay các giá trị C
o
k,
C

o
e
, C
x
ở trên vào các phương trình (3) thu được:
( )
2.303
lg
. . ( )
t o
o t
n n n
k
t const n n n n
∞
∞ ∞
−
=
−
Giá trị hằng số tốc độ trung bình tại 29
0
C
0
1 2
29

0.67 0.55 0.38 0.47 0.47 0.52
0.51
6
n

C
k k k
k
n
+ +
+ + + + +
= = =
Giá trị hằng số tốc độ trung bình tại 40
0
C
0
1 2
40

3.59 3.54 2.98 2.36 2.20 1.69
2.73
6
n
C
k k k
k
n
+ +
+ + + + +
= = =
Năng lượng hoạt hóa được tính theo phương trình
E=
.
575,4
12

21
TT
TT
−
lg
1
2
T
T
k
k
=.lg=43793.81 (cal/mol)
IV. TRẢ LỜI CÂU HỎI
1. Trình bày khái niệm về tốc độ của phản ứng hóa học? Hằng số tốc độ
của một phản ứng.
Tốc độ phản ứng là độ biến thiên nống độ của một trong các chất phản ứng
hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian.
Hằng số tốc độ phản ứng là một hằng số không phụ thuộc vào nồng độ các
chất trong phản ứng, nó chỉ phụ thuộc vào loại phản ứng và nhiệt độ thực
hiện phản ứng (k tỉ lệ với nhiệt độ T)
2. Phân biệt bậc của phản ứng?
Phản ứng bậc nhất là chỉ có một tiểu phân ban đầu tham gia chuyển hóa
trong một phản ứng nguyên tố.
Tương tự phản ứng bậc 2, 3 là có 2 , 3 chất tham gia tạo thành sản phẩm
Trong thực tế rất ít gặp phản ứng bậc 3
3. Phản ứng một chiều bậc nhất, phản ứng một chiều bậc hai là gì?
Phản ứng một chiều tức là chỉ xảy ra theo một chiều.
Bậc nhất là khi vế trái chỉ có 1 chất tham gia
Bậc hai là khi vế trái có 2 chất tham gia.
4. Tại sao để lấy dữ kiện t

∞

phải đun đến 70
0
C? không lắp ống sinh hàn
hoàn lưu được không?
Vì ở nhiệt độ 70
0
C phản ứng diễn ra mãnh liệt và sẽ thu được t
∞
chính xác
nhất. Không được vì este là chất dễ bay hơi nên dung ống sinh hàn để ngăn
sự bay hơi của este để có một hiệu suất phản ứng chính xác và cho kết quả
đúng nhất.
5. Thí nghiệm ở t = 40
0
C có cần phải đun hoàn lưu để lấy dữ kiện t
∞
không? Tại sao?
Không cần , vì khi đun ở nhiệt độ 70
0
C đều cho ra t
∞
giống nhau vì cùng là
một phản ứng
6. Giải thích vì sao theo từng thời gian đoạn phải cho 15ml dung dịch
phản ứng vào dung dịch acid HCl? Nếu dung dịch acid HCl đó được
làm lạnh trước hay đun nóng lên có được không? Vì sao?
Vì hằng số tốc độ phản ứng không phụ thuộc vào nồng độ mà phụ thuộc vào
thời gian nên những khoảng thời gian khác nhau ta mới cho dung dịch phản

ứng vào dung dịch HCl để thu được k tương ứng với khoảng thời gian đó.
Và dd HCl bị đun nóng hoặc làm lạnh thì sẽ làm thay đổi theo nhiệt độ của
dd phản ứng và từ đó hằng số tốc độ phản ứng sẽ không chính xác vì nó phụ
thuộc nhiệt độ. Vì thế nên không được đun nóng hoặc làm lạnh HCl.
Bài 3: TÍNH TAN HẠN CHẾ CỦA CHẤT LỎNG
K M
L
t1
t'
TC
T0C
A X1 X XC X2 B
I MỤC ĐÍCH
Xây dựng giản đồ độ tan của hai chất lỏng hòa tan hạn chế và xác định
nhiệt độ hòa tan tới hạn
Xây dựng giản đồ độ tan của hệ ba cấu tử hòa tan hạn chế
II KIẾN THỨC LÝ THUYẾT
Hệ hai cấu tử
1 Giản đồ độ tan của hệ hai chất lỏng hoà tan hạn chế
Xét hệ phenol - nước làm ví dụ. Ở mỗi nhiệt độ, độ hoà tan của phenol trong nước
hoặc của nước trong phenol có giá trị xác định. Khi nhiệt độ tăng, độ tan của mỗi
chất trong chất kia đều tăng.

Giản đồ pha của hệ hai chất lỏng hòa tan hạn chế
Xét trên giản đồ, giả sử hệ đang ở nhiệt độ t
1
có thành phần phenol là X(%kl) và
được biểu diễn bằng điểm K. Tại trạng thái này hệ là dị thể, tồn tại hai pha lỏng
cân bằng: pha L - nước bão hòa phenol và pha M - phenol bão hòa nước có thành
phần tương ứng là X

1
và X
2
. Khi tăng nhiệt độ, độ hòa tan của phenol trong nước ở
pha L và độ hòa tan của nước trong phenol (pha M) cũng tăng theo; đến nhiệt độ T
c
thì hỗn hợp hai chất lỏng phenol và nước với thành phần X hòa tan hoàn toàn vào
nhau, hệ trở thành đồng thể với một pha lỏng duy nhất.
2 Phương pháp xây dựng giản đồ độ tan của hai chất lỏng
A Trộn lẫn hai chất lỏng rồi đặt vào bình điều nhiệt ở nhiệt độ t1 (sau đó ở t2,
t3 ) cho đến khi tách hoàn toàn thành hai lớp cân bằng. Phân tích định
lượng thành phần hai lớp này sẽ thu được các điểm thực nghiệm và từ đó
xây dựng được đường cong phân lớp
B Lấy một hỗn hợp có thành phần nằm trong khu vực dị thể đun nóng đến
nhiệt độ t hỗn hợp chuyển từ dị thể sang đồng thể (đục sang trong).
Nếu đun hỗn hợp đến nhiệt độ cao hơn t rồi cho nguội dần thì đến nhiệt độ t hỗn
hợp chuyển từ đồng thể sang dị thể (trong sang đục). Căn cứ vào nhiệt độ bắt đầu
trong và bắt đầu đục sẽ xác định được điểm tương ứng. Làm thí nghiệm tương tự
với các hỗn hợp có thành phần khác nhau sẽ xây dựng được đường cong phân lớp.
Cách thứ hai đơn giản và thuận tiện hơn nên thường được sử dụng để xây dựng
giản đồ độ tan của hệ.
Hệ ba cấu tử
1 Phương pháp biểu diễn thành phần của hệ ba cấu tử .
Thành phần của hệ ba cấu tử được biểu diễn bằng giản đồ tam giác đều (hình 2).
Ba đỉnh của tam giác ứng với ba cấu tử tinh khiết. Các điểm nằm trên cạnh của tam
giác biểu thị thành phần của các hệ hai cấu tử, còn các điểm nằm trong tam giác
biểu thị thành phần hệ ba cấu tử.
Có hai cách xác định thành phần của các điểm này:
• Theo phương pháp Gibbs
• Theo phương pháp Rôzebum

Cả hai phương pháp trên đều cho một kết quả thống nhất. Dễ dàng nhận thấy rằng
theo các cách biểu thị thành phần trên tất cả các điểm biểu diễn nằm trên các
đường thẳng song song với một cạnh đều có nồng độ % của cấu tử đối diện với
cạnh đó là không đổi, còn các đường thẳng xuất phát từ một đỉnh xuống các cạnh
đối diện, ứng với các hỗn hợp có thành phần % của cấu tử ứng với đỉnh đó thay đổi
còn tỉ lệ thành phần % của hai cấu tử kia luôn không đổi.
2 Giản đồ độ tan của hệ ba cấu tử( A-B-C)
Nếu các cấu tử B và C hoà tan hạn chế vào nhau còn cấu tử thứ ba A hoà tan vào
chúng không hạn chế thì khi thêm cấu tử A vào hệ sẽ làm độ tan lẫn nhau của hai
cấu tử B và C tăng lên đến khi hệ trở thành đồng thể. Axit axetic – Cloroform -
Nước là một hệ ba cấu tử thuộc loại này
3 Phương pháp xây dựng giản đồ độ tan hệ ba cấu tử
Có 2 cách xây dựng giản đồ độ tan của của 3 cấu tử bằng 2 cách sau đây:
a) Lấy hỗn hợp hai chất lỏng hoà tan với nhau, sau đó thêm chất thứ ba vào cho
đến khi hệ trở thành dị thể (vẩn đục).
b) Lấy hỗn hợp chất có thành phần tạo thành hệ dị thể, sau đó cho dần cấu tử thứ
ba vào hệ đến khi hệ trở thành đồng thể (trong suốt).
Xác định thành phần của các hỗn hợp ứng với sự chuyển từ đồng thể thành dị thể
(trong sang đục) và ngược lại (đục sang trong) sẽ thu được các điểm thực nghiệm.
Đường nối các điểm thực nghiệm đó chính là đường cong phân lớp trên giản đồ độ
tan hệ ba cấu tử.

III PHẦN THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
1 Xây dựng giản đồ tính tan của hệ phenol - nước
Cho nước và phenol vào từng buret. Để thực hiện điều đó cần phải nhúng lọ đựng
phenol vào cốc độ khoảng 40 ÷ 45oC cho phenol chảy ra rồi vào microburet (tuyệt
đối không đun lọ chứa phenol trực tiếp trên bếp, bỏng phenol rất nguy hiểm). Dùng
microburet lấy vào 6 ống nghiệm có đánh số từ 1 đến 6 các hỗn hợp có thành phần
sau đây:
Số thứ tự ống

nghiệm
1 2 3 4 5 6
Phenol(ml) 0,6 0,9 1,5 3 3,6 4,2
Nước(ml) 5,4 5,1 4,5 3 2,4 1,8
Thành phần
(% thể tích
nước)
90 85 75 50 40 30
Lắp nhiệt kế và que khuấy vào các ống nghiệp
Nhúng ống nghiệm 1 vào cốc nước được đun nóng dần trên bếp điện (hoặc tốt hơn
bằng đèn cồn), khuấy hỗn hợp nhẹ và đều tay đồng thời quan sát sự thay đổi nhiệt
độ và những biến đổi của hỗn hợp. Khi nào hỗn hợp trở nên trong suốt (đồng thể)
thì ghi lấy nhiệt độ này(t
1
)
Kiểm tra kết quả nhận được bằng cách nhấc ống nghiệm ra khỏi cốc nước, vẫn
khuấy đều tay và quan sát khi hệ bắt đầu đục thì ghi lấy nhiệt độ này(t
2
).
Với mỗi ống cần làm ba lần để lấy kết quả trung bình và tính sai số.
Lần lượt làm thí nghiệm với các ống nghiệm từ số 2 đến số 6 theo cách làm như
trên
Bảng Kết Qủa
STT
ống
nghiệm
Thành
phần
(% V
H2O

)
Nhiệt độ t
o
C
t
tb
=
( viết có sai số)
Lần
TN
t
1
0
t
2
0
1 90 1 41 40 40,5
40,83
2 40 41
3 42 41 41,5
2 85 1 54 53 53,5
54,5
2 55 55
3 55 55
3 75 1 62 61 61,5
61,83
2 63 62 62,5
3 62 61 61,5
4 50 1 61 60 60,5
61

2 61 60 60,5
3 62 62
5 40 1 45 44 44,5
42,66
2 43 42 42,5
3 42 40 41
6 30 1 40 39 39,5
40
2 41 41
3 40 39 39,5
-Giản đồ sự phụ thuộc của nhiệt độ hòa tan hoàn toàn của phenol và
nước vào thành phần hỗn hợp
- Xác định nhiệt độ tới hạn của hỗn hợp
Theo kết quả thực nghiệm thì nhiệt độ tới hạn la khoảng 62.2
o
C
2 Xây dựng giản đồ hòa tan tương hỗ của hệ nước – axit axetic –
cloroform
Cho Cloroform, axit axetic và nước lần lượt vào 3 buret 25 ml, có vạch chia 0,1.
Lấy vào bình nón có nút nhám cỡ 100 ml những hỗn hợp có thành phần như sau:
Chất/ Bình Số 1 Số 2 Số 3 Số 4
Nước ( ml ) 9 7,5 6 4
Axit axetic
( ml)
1 2,5 4 6
Đậy nắp bình lại, lắc cho hỗn hợp trộn đều với nhau. Lấy Cloroform vào buret.
Cho Cloroform xuống từng giọt một. Mỗi lần có một giọt rơi xuống lại đậy nắp lại,
lắc cho tan hết. Tiếp tục đến khi bắt đầu thoáng thấy xuất hiện đục (không nên cho
quá đến nỗi chất lỏng tách thành lớp)
Tiến hành tương tự với ba bình còn lại, ta xác định được thêm 3 điểm trên giản

đồ.
Lấy vào 4 bình nón có nút nhám cỡ 100 ml những hỗn hợp có thành phần như sau:
Chất/ Bình Số 5 Số 6 Số 7 Số 8
Axit axetic
( ml)
1 2,5 4 6
Clorofrom
( ml)
9 7,5 6 4
Đậy nắp, lắc đều các bình, dùng pipet thêm nước vào từng giọt một, đậy nút, lắc
cho tan hết, tiếp tục cho đến khi thoáng đục. Ghi nhận lấy lượng nước cho vào.
Lần lượt làm với 4 bình, ta xác định được thêm 4 điểm nữa trên giản đồ tính tan.
Bảng kết quả theo khối lượng
STT
Bình
Nước Axit axetic cloroform
1 9 1,05 0,444
2 7,5 2,625 0,888
3 6 4,2 1,406
4 4 6,3 2,146
5 0,5 1,05 13,32
6 0,7 2,625 11,1
7 0,9 4,2 8,88
8 1,5 6,3 5,92
Bảng kết quả theo phần trăm khối lượng
STT
Bình
Nước Axit axetic cloroform
1 85,78 10 4,22
2 68.11 23,83 8,06

3 51,7 36,12 12,18
4 32,14 50,62 17,24
5 3,36 7,06 89,58
6 4,85 18,2 76,95
7 6,44 30,04 63,52
8 10,93 45,92 43,15
Kết luận về độ tan tương hỗ của các cặp chất lỏng
Axit axetic – nước: axit axetic hòa tan vô hạn vào nước
Nước – clorofrom: hòa tan hạn chế
Axit axetic- clorofrom: axit axetic hòa tan vô hạn vào clorofrom
Ảnh hưởng của các chất thứ ba khi thêm vào các hỗn hợp hệ hai cấu tử
trên.
Nếu thêm axit axet ic vào hệ thì nó được phân bố giữa hai lớp tạo ra hai
dung dịch bậc ba, những dung dịch này nằm cân bằng với nhau, với điều
kiện thành phần chung của hỗn hợp nằm trong miền phía dưới đường cong
xKy. Càng thêm axi t vào, thành phần của hai pha cân bằng càng gần nhau
hơn và đường liên hợp sẽ ngắn hơn.
Khi thêm nước vào dung dịch cl oroform và axi t axet ic có thành phần N
thì thành phần chung của hệ biến đổi theo đường NC. Khi lượng nước tăng,
thành phần những pha này thay đổi theo đường PQ. Giữa P và Q lượng
của pha giàu nước tăng còn lượng của pha chứa ít nước giảm.
BÀI 4: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH NHIỆT
I MỤC ĐÍCH.
Xây dựng giản đồ nóng chảy của hệ hai cấu tử bằng phương pháp phân
tích nhiệt
II LÝ THUYẾT.
Giản đồ nóng chảy của hệ hai cấu tử biểu thị mối quan hệ giữa nhiệt độ
nóng chảy (hay kết tinh) của hệ phụ thuộc vào thành phần của hệ.
Giản đồ có thể xây dựng nhờ phương pháp phân tích nhiệt dựa trên sự
nghiên cứu các đường cong nguội lạnh (hay đun nóng) của các cấu tử

nguyên chất và các hỗn hợp.
1 Đường cong nguội lạnh của cấu tử nguyên chất.
Khi đun cấu tử nguyên chất đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy
của nó rồi làm lạnh thì nhiệt độ giảm dần theo thời gian. Khi chất
lỏng kết tinh thì lượng nhiệt phát ra trong quá trình kết tinh bù cho
lượng nhiệt chất lỏng mất cho môi trường ngoài và nhiệt độ của hệ
dừng lại không thay đổi . Khi quá trình kết tinh xong thì nhiệt độ lại
tiếp tục giảm .
Có thể giải thích đường cong nguội lạnh nhờ quy tắc pha của Gibbs:
f=n - k+1 (P = const)
ở đây: f là số bậc tự do; n là số cấu tử; k là số pha.
Hệ gồm một pha lỏng hoặc rắn.
f = 1 - 1 + 1 = 1
nghĩa là có một biến số có thể thay đổi tuỳ ý mà không làm thay đổi
số pha của hệ. Vì thành phần là xác định (100%) nên nhiệt độ phải là
biến số thay đổi.
Hệ gồm hai pha lỏng và rắn:
f = 1- 2 + 1 = 0
nghĩa là không một biến số nào có thể thay đổi, nhiệt độ kết tinh của
cấu tử tinh khiết là hoàn toàn xác định (đoạn bc nằm ngang).
2 Đường cong ngu i lạnh của hỗn hợp lỏng
Khi làm lạnh hỗn hợp lỏng, nhiệt độ giảm dần . Đến một nhiệt độ nào
đó, một trong hai cấu tử bắt đầu kết tinh. Nhiệt phát ra khi kết tinh
làm cho nhiệt độ giảm chậm lại và trên đường cong nguội lạnh có
điểm gẫy .
Theo mức độ kết tinh của một cấu tử, nồng độ của cấu tử kia trong
dung dịch lỏng dần tăng lên và đến một nhiệt độ nào đó cả hai cấu tử
cùng kết tinh, thành phần của dung dịch lỏng khi đó sẽ không thay
đổi và sự kết tinh xảy ra ở một nhiệt độ hoàn toàn xác định . Ở nhiệt
độ này hệ gồm ba pha: hai cấu tử rắn và hỗn hợp lỏng. Tại đây cả

nhiệt độ và thành phần đều không được thay đổi. Hỗn hợp lỏng nằm
cân bằng với hai pha rắn gọi là hỗn hợp ơtecti và nhiệt độ tại đó có
cân bằng ba pha là nhiệt độ ơtecti
Khi hỗn hợp ơtecti kết tinh xong thì nhiệt độ của hệ lại giảm
Nếu nghiên cứu sự nguội lạnh của hỗn hợp lỏng có thành phần đúng
bằng thành phần hỗn hợp ơtecti thì dễ dàng thấy rằng hỗn hợp đó sẽ
kết tinh như một cấu tử nguyên chất
3 Xây dựng giản đồ nóng chảy từ các đường cong nguội lạnh
Dựa vào các đường cong nguội lạnh chúng ta biết được:
- Nhiệt độ kết tinh của các cấu tử nguyên chất.
- Nhiệt độ bắt đầu kết tinh của các hỗn hợp lỏng có thành phần xác
định.
- Nhiệt độ kết tinh của hỗn hợp ơtecti.
Vẽ đồ thị, một trục là nồng độ các hỗn hợp nghiên cứu và một trục là
nhiệt độ kết tinh của các hỗn hợp tương ứng ta được giản đồ kết tinh
hay nóng chảy của hệ hai cấu tử
III PHẦN THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ, TRẢ LỜI CÂU HỎI
1 Phần Thực Nghiệm
Dùng cân phân tích lấy vào các ống nghiệm có đánh số, lần lượt các hỗn
hợp có thành phần (% naphtalen) như bảng sau:
Số ống
nghiệm 1 2 3 4 5 6 7
Naphtalen
(gam)
4 3,2 2,4 1,8 1 0,4 0
Điphenylami
n
(gam)
0 0,8 1,6 2,2 3 3,6 4
Thành phần

(%)
100 80 60 45 25 10 0
Đun một cốc nước sôi, nhúng lần lượt từng ống vào cho hỗn hợp chảy
lỏng, sau đó lấy ra, lau khô ống nghiệm và lắp vào ống bao theo hình 3.
Khuấy nhẹ hỗn hợp bằng que khuấy đồng thời theo dõi nhiệt độ 1 phút
1 lần (dùng đồng hồ bấm giây hay đồng hồ đeo tay có kim chỉ giây cũng
được). Khi nào hỗn hợp đông cứng lại thì thôi khuấy nhưng vẫn tiếp tục
theo dõi nhiệt độ cho đến khi nhiệt độ xuống tới 29÷ 30oC thì dừng.
Dùng giấy milimet vẽ các đường cong nguội lạnh (nhiệt độ - thời gian)
tìm điểm dừng và điểm gãy trên các đường cong này.
Lần lượt làm với cả 7 ống. Với ống số 1 và ống số 7 chứa các cấu tử tinh
khiết thì chỉ cần theo dõi nhiệt độ đến khi xuất hiện điểm dừng ứng với
điểm kết tinh của các cấu tử.
2 Kết Quả ( Bảng 1)
Ống số % naphtalen Nhiệt độ bắt đầu Nhiệt độ kết tinh
kết tinh hỗn hợp ơtecti
1 100 61 56
2 80 56 50
3 60 46 41
4 45 42 37
5 25 41 36
6 10 45 39
7 0 46 44
3 Trả Lời Câu Hỏi
1 Nhiệt độ eutecti là gì? Điểm eutecti là gì?
Trả Lời: Hỗn hợp eutecti là một hỗn hợp giữa các chất theo
những tỷ lượng nhất định của từng chất sao để nhiệt độ nóng chảy
của hỗn hợp đó trở nên thấp nhất có thể. Nhiệt độ mà tại đó hỗn
hợp eutecti bắt đầu bị nóng chẩy (hoặc ngược lại, bắt đầu được kết
tinh) được gọi là Nhiệt độ eutecti. Thành phần hỗn hợp (tính theo

tỷ lượng từng chất trong hỗn hợp) và nhiệt độ mà tại đó xẩy ra
phản ứng eutecti được gọi là Điểm eutecti.
2 Dùng quy tắc pha, giải thích vì sao trong quá trình kết tinh
của chất nguyên chất hoặc hỗn hợp eutecti thì nhiệt độ không
đổi còn quá trình kết tinh dung dịch thì nhiệt độ giảm dần?
Trả lời: Trong quá trình kết tinh của chất nguyên chất hoặc hỗn
hợp eutecti, theo quy tắc pha:
f=n - k+1 (P = const)= 1 -2 +1=0
thì không một biến số nào có thể thay đổi, nhiệt độ kết tinh của
cấu tử tinh khiết là hoàn toàn xác định.
Còn quá trình kết tinh dung dịch thì
f=2-2+1=1
thì nhiệt độ giảm dần.
3 Tại sao nhiệt độ môi trường làm lạnh phải thấp hơn nhiệt độ
eutecti (te) nếu nhiệt độ môi trường lớn hơn te thì sẽ gây nên
điều gì?
Nhiệt độ làm lạnh môi trường phải thấp hơn nhiệt độ eutecti vì khi
đó cái hỗn hợp eutectic mới có thể chuyển từ pha lỏng sang pha rắn
được (kết tinh), còn nếu nhiệt độ cao hơn nhiệt độ eutectic thì hỗn
hợp sẽ không kết tinh và chúng ta không xác định được cái nhiệt độ
kết tinh cũng như thành phần hỗn hợp eutecti
4 Giản đồ nóng chảy từ đường cong nguội lạnh
Ống
Thời
gian
Nhiệt độ (
o
C)
1 2 3 4 5 6 7
1 67 60 54 53 53 50 49

2 61 56 49 50 50 45 46
3 56 50 46 46 47 41 44
4 50 46 43 44 44 39 42
5 47 44 41 42 42 37 40
6 44 41 39 38 41 36 38
7 42 39.5 38 37 39 35 37.5
8 39 39 37 36 38 34 37
9 38 37.5 36 35 37 33 36
10 37 36 35 35.5 36 33 36
11 36.5 35 34 35 35 33 35
12 36.5 34.5 33.5 34.5 35 33 35
13 36 34 33 34 35.5 32.5 34.5
14 35.5 34 33 33.5 34 32.5 34
15 35.5 33.5 32.5 33.5 34 32 34
16 35 33 32 33 33.5 31.5 33.5
17 35 33 32 32.5 33.5 31 33.5
18 35 32.5 31.5 32 33.5 31 33
19 35 32 31.5 31.5 33 31 32
20 34 31 31.5 31 33 30.5 32
21 33.5 31.5 31 32.5 30.5 32
22 33.5 31 31 32.5 30 32
23 33 31 31 32 31
24 32 31 30.5 32 31
25 31 30.5 30 31 31
26 30.5 30.5 31
27 30 30.5 30.5
28 30 30.5
29 30
30
( Bảng 2)

Dựa vào bảng 2
GIẢN ĐỒ NHIỆT ĐỘ THỜI GIAN
Ống số % naphtalen Nhiệt độ kết tinh
hỗn hợp ơtecti
1 100 56
2 80 50
3 60 41
4 45 37
5 25 36
6 10 39
7 0 44
Dựa vào bảng 1
GIẢN ĐỒ NHIỆT ĐỘ THÀNH PHẦN
Nhận xét và giải thích;
Trong giản đồ nhiệt độ - thời gian:
Các đường (1),(2),(3),(4),(5),(6),(7) trong giản đồ nhiệt độ - thời gian ở trên là
các đường cong nguội lạnh tương ứng với thành phần cấu tử trong hỗn hợp
khác nhau.
Đường (1),(7) biểu diễn đường cong nguội lạnh lần lượt của Diphenilamin và
Naphtalen nguyên chất.