Phương pháp nghiệm lạnh

ĐẠI HỌC HUẾ

BẢN TƯỜNG TRÌNH HÓA HỌC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

Bản tường trình số 1: PHƯƠNG PHÁP

KHOA HÓA HỌC

NGHIỆM LẠNH
Thứ hai, ngày 12, tháng 11, năm 2013

Bộ môn: HÓA LÝ
Họ và tên sv: Mai Quang Hoàng
I. MỤC ĐÍCH
Xác định phân tử khối của chất tan bằng phương pháp nghiệm lạnh, cụ thể là chất tan
naphtalen
II. LÝ THUYẾT
Dựa vào phương pháp nghiệm lạnh để xác định phân tử lượng của chất tan
Đối với dung dịch lỏng chứa chất tan không bay hơi, một phần bề mặt thoáng bị chiếm
chỗ bởi các phân tử chất tan nên có sự giảm áp suất hơi bão hòa của dung dịch so với
dung môi nguyên chất khi xét ở cùng một nhiệt độ.
Do sự giảm áp suất hơi bão hòa của dung dịch so với dung môi nên có sự tăng nhiệt độ
sôi và hạ nhiệt độ đông( trong bài này ta chỉ đề cập đến độ hạ nhiệt độ đông)
Chất lỏng đông đặc khi áp suất hơi bão hòa trên pha lỏng bằng áp suất hơi bão hòa trên
pha rắn nằm cân bằng với nó.
Độ đông đặc của dung dịch tỷ lệ với nồng độ chất tan trong dung dịch
ΔTđ = Tđ(0)- Tđ(1)=Kđ.C
Kđ =( M.R(Tđ(0))2)/1000. ΔHbh)
Trong đó :Kđ là hằng số nghiệm đông

M là phân tử khối của dung môi
ΔHbh là nhiệt hóa hơi riêng của dung môi


Nếu gọi m1, m2 lần lượt là số gam dung môi và chất tan, M là phân tử lượng của chất tan
thì nồng độ molan của chất tan được xác định:
C =( m2.1000)/M.m1)
=> M =(Kđ.m2.1000)/m1. ΔTđ)

(*)

Công thức (*) là cơ sở để xác định phân tử lượng của chất tan không bay hơi dựa vào
độ giảm nhiệt độ đông của dung dịch
Việc xác định nhiệt độ đông thu được kết quả chính xác hơn nên thường được dung để
xác định phân tử lượng.
vì phương pháp nghiệm đông tiến hành dễ dàng hơn: ( phương pháp nghiệm sôi càn đun
sôi dd đến nhiệt độ cao nên khó điều chỉnh nhiệt độ cho thích hợp với nhiệt kế). Và đa số
các dung dịch đều có Kđ>Ks do đó khi xác định ΔTs và ΔTđ thì ΔTđ có giá trị lớn hơn nên
độ chính xác cao hơn
III. TIẾN HÀNH
1.TÊN THÍ

2. HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT

NGHIỆM

4.GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH
HÓA HỌC

Thí nghiệm

Lấy 6ml benzen nguyên chất cho  Hiện tượng chậm đông của benzen là hiện

1:

vào ống nghiệm sạch, khô cho

tượng khi nhiệt độ giảm xuống 50C,benzen

Xác định

vừa ngập bầu nhiệt kế

vẫn chưa kết tinh, nhiệt độ tiếp tục hạ xuống

nhiệt độ kết

Sau đó đặt ống nghiệm vào

1-20C benzen vẫn chưa đông đặc, lúc này ta

tinh của

phích nước đá, theo dõi độ hạ

tạo mầm kết tinh( khuấy nhẹ nhiệt kế, gõ vào

dung môi

nhiệt độ bằng cách cứ 30 giây

thành ống nghiệm…) cho sự kết tinh benzen

nguyên chất: ghi nhiệt độ một lần, ta thu được

chậm đông xảy ra, nhiệt độ kết tinh tăng rất

benzen

nhanh cho đến khi đạt tới điểm đông đặc thì

kết quả sau

Cách tiến

Thờ

Nhi

Thờ

Nhi

dừng lại, khi benzen kết tinh ở điểm đông đặc

hành:

i

ệt

i

ệt

thì nhiệt độ không đổi, khi sự kết tinh hoàn

Tài liệu:

gian

độ

gian

độ

toàn thì nhiệt độ tiếp tục giảm

giáo trình
thực tập hóa

(0c)
t1

5,5

t11

(0c)

 Nhìn vào bảng số liệu thu được ở bên, ta

4,5

thấy thí nghiệm kết tinh benzen có hiện tượng


lý – trang 16
và 17-III.2.1

t2
t3
t4
t5
t6
t7
t8
t9
t10

4,7
4
3,6
3,3
3
2,5
2,4
1,5
1

t12
t13
t14
t15
t16
t17
t18
t19
T20

4,5
4,5
4,5
4,5
4
3,5
3,3
3,3
2,4

 Chú ý: phải lấy benzen
hoàn toàn tinh khiết,
nguyên chất, không lẫn
tạp chất
ống nghiệm phải được sấy
khô, không dính bụi, hoặc
nước
 Làm như vậy với mục
đích thí nghiệm cho

benzen kết tinh xảy ra
hiện tượng chậm đông, vì
những yếu tố trên sẽ tạo
mầm kết tinh do đó không
xảy ra hiện tượng chậm
đông

chậm đông:
Cụ thể là:
ở thời điểm t2=4,70c thì benzen vẫn chưa có
dấu hiệu kết tinh, khi nhiệt độ tiếp tục hạ
xuống t10=10c vẫn chưa kết tinh( quá điểm
đông đặc 50c mà chưa kết tinh) , lúc này ta tác
động vào thành ống nghiệm bằng cách gõ nhẹ
thì nhiệt độ tăng mạnh t11=4,50c, ở nhiệt độ này
benzen đông đặc và nhiệt độ không thay đổi
t11=t12=t13=t14=t15=4,50c, khi sự đông đặc hoàn
toàn ( benzen đông cứng) thì nhiệt độ tiếp tục
hạ t16=40c, t18=3,30c, t20=2,40c
kết luận:qua thực nghiệm ta thấy benzene
đông đặc ở 4,50c,
Dựa vào bảng số liệu bên ta vẽ giản đồ thể
hiện đường cong kết tinh của dung môi benzen
 nguyên nhân có hiện tượng chậm đông vì :
Vì dung môi benzen được lấy tinh khiết,
không chứa tạp chất, ống nghiệm được sấy
khô ráo, không có bụi, không có yếu tố tạo
mầm kết tinh trong quá trình làm thí nghiệm
kết tinh dung môi, nên kết quả theo dõi quá
trình đông đặc của dung môi benzene có hiện

tượng chậm đông


1.TÊN THÍ

2. HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT

NGHIỆM

4.GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH
HÓA HỌC

Thí nghiệm

Cân 0,2 gam naphtalen rồi hòa

Nhìn vào bảng số liệu thu được ở bên, ta thấy

3

tan trong ống nghiệm chứa

thí nghiệm kết tinh dung dịch benzen-

Xác định

benzen ở thí nghiệm trên, sau đó

naphtalen có hiện tượng chậm đông:

nhiệt độ kết

đặt bộ ống nghiệm vào phích

tinh của

nước đá, theo dõi độ hạ nhiệt độ

ở thời điểm t1=5,50c đến t2=30c thì dung dịch

dung

bằng cách cứ 30 giây ghi nhiệt

vẫn chưa kết tinh, khi nhiệt độ tiếp tục hạ

Cụ thể là:

dịch:benzen- độ một lần, ta thu được kết quả

xuống t4=1,50c vẫn chưa kết tinh, lúc này ta tác

naphtalen

động vào thành ống nghiệm bằng cách gõ nhẹ

sau

Cách tiến

Thờ

Nhi

Thờ

Nhi

thì nhiệt độ tăng lên t5=2,50c, ở nhiệt độ này

hành:

i

ệt

i

ệt

dung dịch đóng rắn và nhiệt độ không thay đổi

Tài liệu:

gian

độ

gian

độ

t5=t6=t7=t8=t9=2,50c, khi sự đông đặc hoàn toàn

(0c)

( benzen đông cứng) thì nhiệt độ tiếp tục hạ

2,5
2,5
2,4
2,2
2,2
2,1
2

t11=2,20c, t14=20c,

giáo trình
thực tập hóa
lý – trang 16
và 17-III.2.2

(0c)
t1
t2
t3
t4
t5
t6

t7

5,5
3
2
1,5
2,5
2,5
2,5

t8
t9
t10
t11
t12
t13
t14

 Dựa vào bảng số liệu bên ta vẽ giản đồ thể
hiện đường cong kết tinh của dung dịch
benzen-naphtalen để xác định điểm đông đặc
của dung dịch như sau:


Giản đồ Đường cong kết tinh của dung môi
nguyên chất: benzen
6
5
4
3

2
1
0
0

5

10

15

20

25

6
5
4
3
2
1
0
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15


 Ngọai suy tuyến tính đường cong kết tinh của dung dịch benzene-naphtalen
ta xác định được điểm đông đặc của dung dịch là ở 2,90c
 Áp dụng công thức tính phân tử lượng của chất tan thông qua phương pháp
nghiệm lạnh: M =(Kđ.m2.1000)/m1. ΔTđ)
Trong đó: K là hằng số nghiệm đông của benzene, bằng 5,07
m2 là khối lượng của naphtalen, bằng 0,2 g
m1 là khối lượng của dung môi, m1=V.D=6.0,8786=5,2716 g

V là thể tích của benzene. Bằng 6ml, D là khối lượng riêng của
benzen bằng 0,8786 g/cm3
ΔTđ là độ hạ nhiệt độ đông, bằng Tđ(benzene) – Tđ(naphtalen)=4,5-2,9=1,60C
Từ đó ta tính được phân tử lượng của naphtalen là
M=((5,07 . 0,2 .1000)/5,2716.1,6)=120 g/mol

Theo lí thuyết thì naphtalen có phân tử lượng bằng 128 g/mol , khác với
thục nghiệm thu được là 120, có sự khác nhau đó là do sai số trong quá trình
tiến hành thí nghiệm như: nhiệt kế và đọc nhiệt độ không chính xác, thời
gian chưa chính xác, các tác nhân như nước, bụi, làm lại thí nghiệm nhiều
lần, cân naphtalen…