THÍ NGHIỆM HÓA LÝ 5 BÀI

14
THÍ NGHIM HÓA LÝ HAK, HC11HD 1 THÍ NGHIM HÓA LÝ Bài 2: HP PHCâu 1: Phm vi ng dng của phương trình đẳng nhit Freundlich, Langmuir và BET. Phương trình Freundlich: Đây là phương trình thực nghim, áp dng cho shp phcht khí hay cht hoà tan trong dung dch = K. C 1/n . Trong đó: K và 1/n là nhng hng skhông có ý nghĩa vật lý C là nồng độ dung dch hp phđạt cân bng Viết dưới dng logarit: log = 1/n logC + logK. Như vậy nếu biu thlog theo logC, ta sđược 1 đường thng có hsgóc 1/n và tung độ góc là logK. Phương trình Freundlich thường thích hp khong nồng độ (hay áp sut) trung bình, nồng độ thp thường tlthun vi C và nồng độ cao thường đạt ti 1 trsgii hạn và do đó độc lp vi C. Phương trình Langmuir: Đây là phương trình lý thuyết, áp dng cho hp phđơn lớp (hp phhóa hc): kC kC 1 Trong đó: : độ che phbmt, : smol tối đa chất bhp phtrên 1g cht rn sao cho các phân ttạo thành đơn lớp, k: hng s. Có thviết lại phương trình trên dưới dng: k C C 1 Vy nếu biu thC/ ta được 1 đường thng có hsgóc 1/ và tung độ góc 1/k Tphương trình Langmuir, có thể xác định được bmt riêng S0 ca cht hp ph. Để thiết lập phương trình Langmuir phải có các giđịnh sau: 1. Các cht bhp phhình thành mt lp phân t. 2. Năng lượng hp phcác phân tlà đồng nht. 3. Shp phlà thun nghch.

Transcript of THÍ NGHIỆM HÓA LÝ 5 BÀI

Page 1: THÍ NGHIỆM HÓA LÝ 5 BÀI

THÍ NGHIỆM HÓA LÝ – HAK, HC11HD

1

THÍ NGHIỆM HÓA LÝ

Bài 2: HẤP PHỤ

Câu 1: Phạm vi ứng dụng của phương trình đẳng nhiệt Freundlich, Langmuir và BET.

Phương trình Freundlich: Đây là phương trình thực nghiệm, áp dụng cho sự hấp phụ

chất khí hay chất hoà tan trong dung dịch = K. C1/n.

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

C là nồng độ dung dịch hấp phụ đạt cân bằng

Viết dưới dạng logarit: log = 1/n logC + logK.

Như vậy nếu biểu thị log theo logC, ta sẽ được 1 đường thẳng có hệ số góc 1/n và

tung độ góc là logK.

Phương trình Freundlich thường thích hợp ở khoảng nồng độ (hay áp suất) trung bình,

vì ở nồng độ thấp thường tỷ lệ thuận với C và ở nồng độ cao 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

(hấp phụ hóa học): kC

kC

1

Trong đó: : độ che phủ bề mặt, : 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:

k

CC 1

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

Từ phương trình Langmuir, có thể xác định được bề mặt riêng S0 của chất hấp phụ.

Để thiết lập phương trình Langmuir phải có các giả định sau:

1. Các chất bị hấp phụ hình thành một lớp phân tử.

2. Năng lượng hấp phụ các phân tử là đồng nhất.

3. Sự hấp phụ là thuận nghịch.

Page 2: THÍ NGHIỆM HÓA LÝ 5 BÀI

THÍ NGHIỆM HÓA LÝ – HAK, HC11HD

2

Phương trình BET: Mô tả quá trình đẳng nhiệt hấp phụ. Để thiết lập phương trình BET

phải có các giả định sau:

1. Hấp phụ vậy lý tạo thành nhiều lớp phân tử. Mỗi phân tử lớp trong là trung tâm hấp

phụ cho lớp kế tiếp.

2. Các tâm hấp phụ có năng lượng như nhau.

3. Các phân tử bị hấp phụ chỉ tương tác với lớp trước, không tương tác với phân tử bên

cạnh.

Câu 2: Các loại chất hấp phụ rắn và các tính chất đặc trưng của chúng.

Có 2 loại chất hấp phụ rắn phân loại dựa trên độ xốp:

1. Các chất hấp phụ không xốp:

- Có kết cấu chặt nhưng vẫn có lỗ hổng là các khe do các hạt nguyên tố sắp xếp sát

nhau tạo ra.

- Tạo ra bằng cách cho kết tủa các chất kết tinh khó tan như muối, oxyt (như BaSO4,

TiO2..) hay đem nghiền chất kết tinh và không kết tinh rồi nén lại.. Loại này có bề mặt

riêng không lớn.

- Chất tiêu biểu: muội graphit và muội trắng.

2. Các chất hấp phụ xốp:

Là loại trong đó cấu trúc bao gồm các hạt với lỗ xốp bên trong hay mạng không gian

chứa lỗ hổng nhỏ. Loại này có bề mặt riêng lớn. Ví dụ: zeolit.

Câu 3: Nếu 3 ứng dụng thực tế của sự hấp phụ lỏng – rắn và khí – rắn. Cho ví dụ 3 tên

chất hấp phụ rắn đó.

Hấp phụ lỏng - rắn:

- Dùng than hoạt tính khử màu các sản phẩm dầu hỏa, dung dịch đường, dầu thực vật.

- Dùng các chất hấp phụ như nhựa trao đổi ion, Al2O3, MgO... làm cột sắc ký để phân

tích và tách các cấu tử trong dung dịch.

Hấp phụ khí – rắn:

- Hấp phụ H2 trên xúc tác Pd trong phản ứng hidro hóa.

- Dùng than hoạt tính hấp phụ khí độc, khử mùi.

- Dùng zeolit để làm xúc tác cracking dầu mỏ.

Page 3: THÍ NGHIỆM HÓA LÝ 5 BÀI

THÍ NGHIỆM HÓA LÝ – HAK, HC11HD

3

Câu 4: Có cần cân chính xác 1,0000g than hoạt tính hay chỉ cần cân chính xác 1,xxxxg

hay 0,9xxxxg? Giải thích?

Chỉ cần cân gần đúng và ghi kết quả chính xác trên cân. Vì độ hấp phụ được tính theo

số mol chất bị hấp phụ trên khối lượng chất rắn dùng hấp phụ. Nhưng cần cân gần đúng với

1g để giảm sai số giữa các lần đo.

Câu 5: Định nghĩa bề mặt riêng của chất hấp phụ. Làm thế nào để xác định bề mặt riêng

của một chất hấp phụ?

Bề mặt riêng chất hấp phụ: Tổng diện tích trên 1g chất rắn (m2/g).

Cách xác định: Từ phương trình Langmuir, có thể xác định được bề mặt riêng S0 của

chất hấp phụ theo công thức:

S0 = . N. A0

Trong đó:

N: số Avogadro = 6,023.1023.

A0: diện tích chiếm chỗ trung bình của 1 phân tử chất bị hấp phụ( khi hấp phụ

gọi là đơn lớp).

Câu 6: Nếu các yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp phụ.

Lượng chất hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

- Bản chất chất hấp phụ và chất bị hấp phụ.

- Nồng độ của chất hấp phụ.

- Nhiệt độ…

Câu 7: Định nghĩa: Sự hấp phụ, chất hấp phụ, chất bị hấp phụ.

Hấp phụ: là hiện tượng có một chất (dạng phân tử, nguyên tử, hay ion) tập trung, chất

chứa trên bề mặt phân chia pha nào đó (khí/rắn, lỏng/rắn, khí/lỏng..), là quá trình thuận

nghịch, tỏa nhiệt.

Chất hấp phụ: Chất rắn mà ở trên bề mặt của nó xảy ra sự hấp phụ.

Chất bị hấp phụ: Chất khí (hơi), lỏng bị thu hút và giữ trên bề mặt của chất hấp phụ.

Câu 8: Nguyên nhân của sự hấp phụ. So sánh các loại lực hấp phụ.

Page 4: THÍ NGHIỆM HÓA LÝ 5 BÀI

THÍ NGHIỆM HÓA LÝ – HAK, HC11HD

4

Nguyên nhân của sự hấp phụ:

- Hấp phụ vật lý: Do lực tương tác yếu: lực Van der Waals, liên kết hydro.

- Hấp phụ hóa học: Do tạo thành liên kết hóa học giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ.

So sánh:

Hấp phụ vật lý Hấp phụ hóa học

Tạo lớp đa phân tử Tạo lớp đơn phân tử

Dễ khử hấp phụ Khó khử hấp phụ

Không chọn lọc Có chọn lọc

ΔH < 10 kcal/mol ΔH > 10 kcal/mol

Năng lượng hoạt hóa thấp Năng lượng hoạt hóa cao

Nhiệt độ thấp Nhiệt độ cao

Câu 9: Hấp phụ đến khi nào thì dừng? Tại sao cần có thời gian 30 phút?

Sự hấp phụ dừng lại khi đạt cân bằng, tốc độ hấp phụ bằng tốc độ giải hấp. Cần thời

gian 30 phút để đạt cân bằng, khi này lượng chất bị hấp phụ là không đổi.

Bài 4: NGHỊCH ĐẢO ĐƯỜNG

Câu 1: Trong công thức tính hằng số vận tốc phản ứng của phản ứng nghịch đảo

đường tại sao có thể thay đổi nồng độ bằng góc quay α?

Gọi α∞, αt, αo là góc quay hỗn hợp ở thời điểm ban đầu t = 0, thời điểm t và thời điểm

kết thúc quá trình t = ∞. Vì từ thời điểm đầu đến thời điểm kết thúc phản ứng, góc quay biến

thiên một lượng αo - α∞ nên giá trị này tỷ lệ với nồng độ đầu của saccaroz (Co), còn nồng độ

đường ở thời điểm t (C = Co – x) thì tỷ lệ với góc quay kể từ thời điểm đó đến khi kết thúc

phản ứng αt - α∞.

Câu 2: Dự đoán sự biến đổi góc quay cực α của hỗn hợp phản ứng nghịch đảo đường?

Tại sao gọi là phản ứng nghịch đảo đường? Và phải tiến hành trong môi trường HCl?

Ta thấy saccaroz và glucoz làm quay mặt phẳng phân cực sang phải ([α] > 0) còn

fructoz làm quay sang trái ([α] < 0) với giá trị [α] lớn hơn nhiều. Do đó góc quay của hỗn hợp

thủy phân sẽ giảm dần về 0 rồi trở thành âm nên gọi là phản ứng nghịch đảo đường.

Page 5: THÍ NGHIỆM HÓA LÝ 5 BÀI

THÍ NGHIỆM HÓA LÝ – HAK, HC11HD

5

Tiến hành trong môi trường HCl vì H+ là xúc tác cho phản ứng thủy phân saccaroz.

Câu 3: Để đo α∞ phải đem chưng cách thủy hỗn hợp phản ứng ở 70oC và trên 30 phút,

đun trực tiếp trên bếp được không? Tại sao?

Phải đun hỗn hợp ở 70oC và trên 30 phút để tăng tốc độ phản ứng, nhanh đạt thời điểm

kết thúc hơn. Sau khi đun phải làm nguội về nhiệt độ thường vì thí nghiệm đang xét ở điều

kiện đẳng nhiệt.

Không thể đun trực tiếp trên bếp vì: khó khống chế nhiệt độ, nhiệt độ cao làm cho nước

bay hơi, thay đổi nồng độ đường ảnh hưởng đến góc quay, Ngoài ra nhiệt độ cao còn làm

đường bị biến tính và gây nóng cục bộ.

Câu 4: Bậc của phản ứng nghịch đảo đường là bao nhiêu? Giải thích dựa trên lý thuyết.

Phản ứng thủy phân saccaroz xảy ra theo phương trình:

C12H22O11 + H2O

H C6H12O6 + C6H12O6

saccaroz glucoz fructoz

Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ saccarozơ, nước và ion H+ dùng làm chất

xúc tác. Nhưng lượng nước dùng thực tế rất lớn nên coi như không đổi, còn nồng độ ion H+

giữ nguyên trong suốt thời gian phản ứng, vì vậy phản ứng có thể xem là bậc một.

Câu 5: Sau khi có kết quả thực nghiệm, có thể xác định bậc phản ứng bằng cách nào?

Tốc độ của phản ứng được xác định theo phương trình:

saccarozkC

dt

dC

Lấy tích phân thu được hằng số tốc độ của phản ứng:

xCC

C

tC

C

tk

0

00ln

1ln

1

Ở đây: Co là nồng độ đường ban đầu.

Cx là nồng độ đường đã tham gia phản ứng trong thời gian t.

C = Co − Cx là nồng độ đường ở thời điểm t.

Sau khi có kết quả thí nghiệm: Vì αo − α∞ tỉ lệ với nồng độ ban đầu của đường (Co).

Page 6: THÍ NGHIỆM HÓA LÝ 5 BÀI

THÍ NGHIỆM HÓA LÝ – HAK, HC11HD

6

αt − α∞ tỉ lệ với nồng độ còn lại của đường ở thời điểm t: (Co − Cx). Thay vào ta được:

tt

k0

ln1

Câu 6: Tại sao saccarose, glucose, fructose là chất quang hoạt (làm quay mặt phẳng

phân cực của ánh sáng qua kính Nicon).

Đường saccaroz và các sản phẩm thủy phân của nó đều chứa các nguyên tử cacbon

bất đối xứng, vì vậy chúng là những chất quang hoạt.

Bài 6: BẬC PHẢN ỨNG

Câu 1: Định nghĩa bậc nồng đồ, bậc thời gian.

Phương pháp vi phân gồm 2 cách làm:

Bậc nồng độ (nc) hay bậc thực: Vận tốc xác định tại thời điểm t = 0 ứng với một loạt các

phản ứng có nồng độ ban đầu CAo khác nhau. Phương pháp này loại trừ được được ảnh

hưởng của sản phẩm và chất trung gian trên vận tốc phản ứng.

Bậc thời gian (nt): Vận tốc xác định tại những thời điểm t khác nhau của một phản ứng. Bậc

phản ứng xác định theo cách này giống với bậc xác định theo phương pháp tích phân.

nc > nt: sản phẩm hoặc chất trung gian đã ức chế phản ứng.

nc < nt: sản phẩm hoặc chất trung gian làm xúc tác phản ứng.

Câu 2: Định nghĩa bậc phản ứng và cách xác định bậc phản ứng. Ý nghĩa của việc xác

định bậc phản ứng.

Bậc phản ứng của một phản ứng hóa học theo một chất phản ứng: là số mũ của nồng độ

chất đó trong biểu thức vận tốc. Bậc tổng cộng của phản ứng bằng tổng số bậc theo các chất

phản ứng.

Cách xác định bậc phản ứng: Chỉ có thể xác định bằng nghiên cứu thực nghiệm động học

của phản ứng mà không suy dẫn được từ phương trình hóa học. Phương pháp: tốc độ đầu,

dựa vào đường cong động học hoặc đo các đại lượng tương quan vật lý.

Page 7: THÍ NGHIỆM HÓA LÝ 5 BÀI

THÍ NGHIỆM HÓA LÝ – HAK, HC11HD

7

Ý nghĩa của việc xác định bậc phản ứng: Vận tốc phản ứng được định nghĩa là đại lượng

đặc trưng cho diễn biến nhanh hay chậm của một phản ứng hoá học. Từ phương trình động

học có thể xác định được tốc độ phản ứng, nồng độ các chất tại thời điểm bất kỳ.

Câu 3: Na2S2O3 cho vào để làm gì? Viết phương trình phản ứng. Công dụng của hồ tinh

bột.

Để giữ cho biến thiên A

C giống nhau trong một loạt thí nghiệm, ta sẽ thêm lượng xác định

tương đối nhỏ Na2S2O3 vào dung dịch. Na2S2O3 sẽ tác dụng với I2 sinh ra theo phương trình:

2Na2S2O3 + I2 2NaI + Na2S4O6.

Khi Na2S2O3 phản ứng hết thì I2 sinh ra sẽ kết hợp với hồ tinh bột cho màu tím nhạt, giúp

ta xác định được thời gian phản ứng t.

Câu 4: Tại sao phải ghi nhiệt độ của mỗi thí nghiệm? Nhiệt độ ảnh hưởng đến hằng số

tốc độ theo phương trình nào?

Vì nhiệt độ ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng. Đây là phản ứng tỏa nhiệt nên nhiệt độ sẽ

tăng trong thời gian phản ứng. Cần phải cố định nhiệt độ để hằng số tốc độ không đổi. Ở mỗi

nhiệt độ khác nhau thì hằng số tốc độ sẽ khác nhau. Phương trình Arrehnius: kT=ko.e-Ea/RT.

Câu 5: Trình bày rõ phương pháp xác định bậc phản ứng bằng phương pháp tích phân

và vi phân.

Nhờ phương pháp cô lập, để xác định bậc phản ứng theo một chất, ví dụ chất A, thì nồng

độ các chất còn lại được giữ không đổi (hoặc thay đổi rất ít) trong khoảng thời gian khảo xác

bằng cách cho nồng độ đầu rất lớn so với chất A, khi đó phương trình vận tốc có dạng:

v = k.CAn

Thực hiện tương tự cho các chất còn lại.

Từ đây tìm được bậc phản ứng theo 2 phương pháp là tích phân và vi phân.

Phương pháp vi phân:

- Phương pháp Van t’Hoff: cần biết nồng độ C và tốc độ v ứng với các thời điểm khác

nhau. Lấy logarit phương trình trên ta được ln v = ln k + n.lnCA. Dùng phương pháp đại

số bằng cách chọn từng cặp số liệu để tính rồi lấy trung bình. Hoặc dựng đồ thị quan

hệ ln v = f(lnCA).

Page 8: THÍ NGHIỆM HÓA LÝ 5 BÀI

THÍ NGHIỆM HÓA LÝ – HAK, HC11HD

8

- Phương pháp nồng độ đầu: Sử dụng tốc độ bắt đầu phản ứng, chọn nồng độ đầu của

chất B là như nhau, thay đổi nồng độ chất A trong từng thí nghiệm. Đo v của từng thí

nghiệm rồi lập tỷ số tìm n.

Phương pháp tích phân: Giả sử n = 1, 2, 3… Tìm các k ứng với các điểm thực nghiệm

khác nhau. Nếu k là hằng số thì bậc giả sử là đúng. Hoặc dựng đồ thị, nếu thẳng thì đó

chính là bậc phản ứng.

Câu 6: Tại sao khi dung dịch có màu tím nhạt thì ngưng thì kế?

Vì khi có màu tím nhạt là lượng Na2S2O3 đã hết, I2 sinh ra dư. Đó là thời điểm biến thiên

AC ở mỗi thí nghiệm là bằng nhau.

Câu 7: Bình 1 gồm: Na2S2O3, KI, H2O. Bình 2 gồm: K2S2O8, H2O và hồ tinh bột. Đổ bình

nào vào bình nào? Làm ngược lại có được không? Tại sao?

Đổ bình 2 vào bình 1. Vì Na2S2O3 là để cố định lượng biến thiên nồng độ tác chất là bằng

nhau ở mỗi thí nghiệm. Nếu đổ ngược lại, không đủ lượng Na2S2O3 để phản ứng kịp với lượng

I2 sinh ra, làm I2 kết hợp với hồ tinh bột, dung dịch hóa tím khi chưa đạt tới biến thiên nồng độ

cần thiết.

Câu 8: Trong biểu thức xác định v tại thời điểm đầu, tại sao có thể viết:

b

Bo

a

Ao

AAoAA

CkCt

CC

t

C

dt

dCv

Vì tại thời điểm ban đầu, A

C nhỏ, CA gần bằng CAo.

Bài 8: CÂN BẰNG LỎNG - LỎNG

Câu 1: Nêu nguyên tắc của bài thí nghiệm với hệ hai chất lỏng hòa tan hạn chế vào

nhau (phenol – nước).

Phương pháp đa nhiệt.

Câu 2: Tại sao khi làm thí nghiệm không để nhiệt độ môi trường quá cao so với nhiệt

độ chuyển pha?

Vì nếu nhiệt độ môi trường quá cao so với nhiệt độ chuyển pha thì sẽ có sự bay hơi,

làm thay đổi thành phần pha.

Page 9: THÍ NGHIỆM HÓA LÝ 5 BÀI

THÍ NGHIỆM HÓA LÝ – HAK, HC11HD

9

Câu 3: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ tan lẫn vào thành phần có dạng như

thế nào? Giải thích các miền của đồ thị đó.

Vùng nằm ngoài đường cong là vùng đồng thể, vùng trong đường cong là vùng dị

thể. Có điểm cực đại (được gọi là điểm hòa tan cực đại, tại đó bậc tự do của hệ bằng 0), và

có thể có cả điểm cực đại lẫn cực tiểu.

Câu 4: Cho biết ý nghĩa của nhiệt độ tới hạn.

Tại nhiệt độ tới hạn là nhiệt độ mà hệ bắt đầu chỉ có 1 pha với bất kỳ hệ có thành phần

như thế nào.

Câu 5: Tại sao trong quá trình đun nóng, khi hỗn hợp sắp trong phải cho nhiệt độ

tăng rất chậm và khuấy mạnh hơn?

Khi hỗn hợp sắp trong là lúc hỗn hợp sắp chuyển từ dị thể sang đồng thể. Sự thay đổi

này rất nhanh (tại 1 nhiệt độ xác định) nên phải tăng nhiệt độ từ từ để quan sát được. Cần

khuấy mạnh để nhiệt độ đồng đều trong toàn hệ, làm toàn hệ đều chuyển từ dị thể sang đồng

thể, tránh xảy ra sự chuyển pha cục bộ.

Câu 6: Trình bày phương pháp đa nhiệt và đẳng nhiệt để thiết lập biểu đồ nhiệt độ -

thành phần.

1. Phương pháp đẳng nhiệt:

- Giữ nhiệt độ của hệ không đổi, thay đổi thành phần của hệ (chẳng hạn thêm dần phenol

vào nước). Xác định điểm hệ chuyển từ đồng thể sang dị thể và ngược lại.

Page 10: THÍ NGHIỆM HÓA LÝ 5 BÀI

THÍ NGHIỆM HÓA LÝ – HAK, HC11HD

10

- Lắc mạnh lọ đựng hai chất lỏng này rồi ngâm trong bình điều nhiệt đã cố định nhiệt độ,

cho tới khi phân hoàn toàn thành 2 pha. Sau đó phân tích định lượng 2 pha này.

2. Phương pháp đa nhiệt:

Với hỗn hợp có thành phần m chẳng hạn nằm

trong vùng dị thể (hệ vẫn đục), tăng dần nhiệt độ.

Đến nhiệt độ T thì hỗn hợp trở thành trong. Nhiệt

độ tiếp tục tăng, hỗn hợp vẫn trong. Vậy căn cứ

vào nhiệt độ bắt đầu trong hay bắt đầu đục để xác

định điểm b’.

Làm thí nghiệm với những hỗn hợp có thành phần

khác nhau sẽ xác định được đường công aKb.

Câu 7: Trong hai phương pháp đẳng nhiệt và đa nhiệt thì theo anh chị, phương pháp

nào đơn giản hơn? Vì sao?

Phương pháp đa nhiệt dễ tiến hành hơn vì việc phân tích thành phần 2 pha trong

phương pháp đẳng nhiệt rất khó phân tích, trong khi việc tăng dần nhiệt độ trong phương

pháp đa nhiệt dễ thực hiện hơn.

Câu 8: Giữ nguyên thành phần phenol và nước trong ống nghiệm, đun không khuấy

thì có xảy ra hiện tượng chuyển pha không?

Vẫn xảy ra hiện tượng chuyển pha, nhưng để xảy ra trong toàn bộ khối dung dịch cần

phải cần nhiệt độ cao hơn so với nhiệt độ chuyển pha thật. Vì khi không khuấy sẽ xảy ra hiện

tượng đun nóng cục bộ, phần dung dịch dưới đáy sẽ bị nóng và chuyển pha trước trong khi

phần dung dịch phía trên chưa đạt đến nhiệt độ chuyển pha. Đây là quá trình cấp nhiệt đối

lưu tự nhiên.

Câu 9: Ở một nhiệt độ xác định, với một lượng nước nhất định, cho dần phenol vào

nước (có khuấy trộn), dự đoán hệ sẽ xảy ra như thế nào?

Giai đoan 1: Lúc mới cho phenol vào, phenol chưa đạt trạng thái bão hòa trong nước,

hệ vẫn ở trong vùng đồng thể, dung dịch vẫn trong. Nếu nhiệt độ càng cao, thời gian hệ tồn

tại ở vùng đồng thể càng dài. Nếu hệ vượt qua nhiệt độ tới hạn thì thêm bao nhiêu phenol

vào hệ vẫn nằm trong vùng đồng thể.

Page 11: THÍ NGHIỆM HÓA LÝ 5 BÀI

THÍ NGHIỆM HÓA LÝ – HAK, HC11HD

11

Giai đoạn 2: Hệ bắt đầu tách pha, dung dịch bắt đầu đục. Phenol bắt đầu đạt trạng thái

bão hòa trong nước.

Giai đoạn 3: Thêm tiếp phenol vào hệ sẽ chuyển sang vùng đồng thể, dung dịch trong.

Tiếp tục thêm phenol thì hệ vẫn ở trong vùng đồng thể. Dung dịch này là nước chưa bão hòa

trong phenol.

Câu 10: Tại sao không đun trực tiếp phenol trên bếp?

Không đun trực tiếp phenol trên bếp vì nhiệt độ hệ tăng rất nhanh, khó không chế, khó

quan sát được điểm chuyển pha.

Bài 10: ĐỘ NHỚT

Câu 1: Định nghĩa độ nhớt tương đối, độ nhớt riêng, độ nhớt rút gọn, độ nhớt đặc

trưng.

- Độ nhớt tương đối: dm

dd

dm

dd

Trong đó: dd , dd

và dm , dm

lần lượt là độ nhớt và thời gian chảy trong nhớt kế của

dung dịch và dung môi nguyên chất.

- Độ nhớt riêng: 1

dm

dmdd

r

- Độ nhớt rút gọn: C

r

rg

C – nồng độ dung dịch tính bằng g/100ml dung môi.

- Độ nhớt đặc trưng: là giới hạn độ nhớt rút gọn khi nồng độ C tiến về 0.

C

r

C

lim

0

Câu 2: Thế nào là dung dịch cao phân tử điện ly? Dung dịch cao su / toluen là dung

dịch điện ly hay không điện ly? Tại sao?

Dung dịch polymer điện ly: Là những polymer khi trương và hòa tan có thể phân ly

thành các ion. Có 3 loai:

Page 12: THÍ NGHIỆM HÓA LÝ 5 BÀI

THÍ NGHIỆM HÓA LÝ – HAK, HC11HD

12

- Polymer có chứa nhóm acid: COO-, OSO3- như: tinh bột hòa ta, aga aga, alginat, gôm

arabic.

- Polymer có chứa nhóm base: NH3+

- Polymer chứa cả 2 nhóm acid, base như protein.

Dung dịch cao su / toluen là dung dịch polymer không điện ly vì khi trương nó không phân

ly ra ion.

Câu 3: Nêu các phương pháp xác định trọng lượng phân tử của các polymer.

Các phương pháp xác định trọng lượng phân tử của các polymer:

- Phương pháp đo áp suất thẩm thấu.

- Phương pháp khuếch tán.

- Phương pháp phân tán ánh sáng.

- Phương pháp siêu ly tâm.

- Phương pháp đo độ nhớt.

Câu 4: Nguyên nhân gây ra độ nhớt của dung dịch cao phân tử.

Khi chất lỏng chuyển động, do các lớp khác nhau chảy với vận tốc khác nhau nên sẽ

xuất hiện nội lực ma sát giữa các lớp với nhau, gây ra độ nhớt.

Câu 5: Các điều cần chú ý trong và sau thí nghiệm là gì?

Trong thí nghiệm:

- Tráng nhớt kế ít nhất 3 lần bằng dung dịch cần đo độ nhớt.

- Đo thời gian chảy của dung dịch từ loãng tới đặc.

- Ghi nhiệt độ sau mỗi lần đo.

Sau thí nghiệm: Rửa sạch nhớt kế nhiều lần bằng dung môi và đổ đầy dung môi để

ngâm.

Câu 6: Tính chất đặc trưng nhất của dung dịch polymer là gì? Ảnh hưởng của trọng

lượng phân tử đến tính chất này như thế nào?

Dung dịch polymer được đặc trưng bởi giá trị độ nhớt. Giá trị này khá cao ngay khi

nồng độ rất thấp.

Page 13: THÍ NGHIỆM HÓA LÝ 5 BÀI

THÍ NGHIỆM HÓA LÝ – HAK, HC11HD

13

Mối quan hệ giữa phân tử lượng trung bình M và độ nhớt đặc trưng thể hiện qua hệ

thức Mark – Houwink – Sakurada:

aMk .

Với k và a (a < 1) là các hằng số phụ thuộc loại polymer, dung môi, nhiệt độ.

Hệ thức trên chỉ đúng khi dung dịch đủ loãng. Khi nồng độ dung dịch khá cao các phân

tử gần nhay đủ để tạo các polymer, do vậy hệ số đột nhớt sẽ tăng rất nhanh.

Khi khối lượng phân tử càng cao, càng cồng kềnh thì độ nhớt càng tăng.

Câu 7: Tại sao cao su hòa tan được trong toluen? Trình bày các giai đoạn của sự hòa

tan polymer trong dung môi.

Vì cao su và toluen đều không phân cực nên dễ hòa tan vào nhau. Các giai đoạn của

sự hòa tan dung môi:

- Giai đoạn 1: Các phân tử dung môi tiếp cận khối polymer, tạo lớp vỏ solvat làm yếu

liên kết polymer – polymer quá trình tỏa nhiệt ΔH < 0, ΔG < 0.

- Giai đoạn 2: Dung môi khuếch tán vào khối polymer thể tích tăng, khối lượng tăng

ΔS > 0 TΔS > 0, khi ΔH = 0 hay ΔH < 0 ΔG = ΔH – TΔS < 0.

Sự trương có giới hạn tạo thạch.

Câu 8: Mô tả nhớt kế Ostwald. Các yếu tố nào ảnh hưởng đến độ nhớt của dung dịch

polymer và ảnh hưởng theo chiều hướng như thế nào?

Mô tả nhớt kế Ostwald: có hình chữ U, một bên có mao quản kích thước 0,4 – 0,8mm.

Phần trên mao quản nối liền với 2 bầu hình cầu thể tích khoảng 1 – 2ml. Lực gây ra dòng

chảy của chất lỏng trong nhớt kế là trọng lực. Dùng để xác định độ nhớt với từng nồng độ

xác định. Thể tích dung dịch dùng cho mỗi lần đo phải bằng nhau.

Câu 9: Dung dich PVA có nồng độ ban đầu là 1g/100ml H2O. Tính toán để pha 16ml dung

dịch PVA có nồng độ 0,3g/100ml H2O và 0,5g/100ml H2O.

Cách pha 16ml dung dịch PVA 0,3g/100ml H2O:

Lượng PVA có trong 16ml PVA 0,3g/100ml H2O : g048,0100

3,016

Page 14: THÍ NGHIỆM HÓA LÝ 5 BÀI

THÍ NGHIỆM HÓA LÝ – HAK, HC11HD

14

Thể tích dung dịch PVA 1g/100ml H2O cần lấy để được 0,048g PVA: ml8,41

100048,0

Lượng nước cần thêm vào: ml2,118,416

Cách pha 16ml dung dịch PVA 0,5g/100ml H2O:

Lượng PVA có trong 16ml PVA 0,5g/100ml H2O : g08,0100

5,016

Thể tích dung dịch PVA 1g/100ml H2O cần lấy để được 0,048g PVA: ml81

10008,0

Lượng nước cần thêm vào: ml8816