Nhiệt độ sôi của dung dịch phụ thuộc vào
|
Trong suốt thời gian sôi, nhiệt độ của chất lỏng: Sự nóng chảy, sự đông đặc và sự sôi có đặc điểm nào giống nhau? Trong các phát biểu sau, phát biểu nào không đúng khi nói về sự sôi? Chọn phát biểu không đúng về nhiệt độ sôi? Nhiệt độ sôi của một chất lỏng phụ thuộc Ở nhiệt trong phòng, chỉ có thể có khí oxi, không thể có oxi lỏng vì:
Ví dụ: nhiệt độ sôi của nước lỏng bằng 100oC,ứng với áp suất bên ngoài là 1 atm.Nhiệt độ đông đặc của nước bằng 0oC (chính xácbằng 0,0099oC) ứng với áp suất hơi bão hòa củanước đá và nước lỏng là 0,006 atm.PH2O( l ) = PH2O( r )Xét dung dịch chứa chất tan khó bay hơi:Nhiệt độ sôi của dung dịch luôn luôn cao hơn củadung môi nguyên chất Nhiệt độ đông đặc của dung dịch luôn luôn thấphơn của dung môi nguyên chất. Định luật Raoult 2: Độ tăng nhiệt độ sôi và độ hạnhiệt độ đông đặc của dung dịch tỷ lệ thuận vớinồng độ chất tan trong dung dịch.∆to = k.Cmo∆t s=ot s(dd)o− t s(dm)= k s .C m∆tos: độ tăng nhiệt độ sôi của dung dịchCm : nồng độ molan của dung dịchks: hằng số nghiệm sôi (chỉ phụ thuộc vào bản chấtcủa dung môi) o∆t ñ=ot ñ (dm)o− t ñ (dd)= k ñ .C m•Cm : nồng độ molan của dung dịch•kđ: hằng số nghiệm đông (chỉ phụ thuộc vào bản chấtcủa dung môi)•∆tođ : độ giảm nhiệt độ động đặc của dung dịchVí dụ: Tính nhiệt độ sôi ts và nhiệt độ đông đặc tđ củadung dịch chứ 9g glucozo trong 100g nước. Biếtks = 0,51 độ/mol và kđ = 1,86 độ/molĐáp số: ts = 100,26oC và tđ = - 0,93oC • Tìm khối lượng glixerol C3H5(OH)3cần cho vào 2kg nước để hạ nhiệt độđông đặc của khối nước này xuống-10oC.• Tính C% của dung dịch thu được• Tính nhiệt độ sôi của dung dịch thuđược.• Biết Ks = 0,51 độ/mol, kđ = 1,86độ/mol• C = 12, H = 1, O = 16 • Hòa tan 6g một chất tan không điện lyvào 50 ml nước, nhiệt độ đông đặc củadung dịch là -3,72oC; hằng số nghiệmlạnh của nước là 1,86. Khối lượng phântử chất tan? • Hòa tan 36 gam Glucozo vào mộtlượng nước để thu được 4 lít dungdịch A có d = 1,05 g/cm3. tính nồngđộ mol/l, molan, nồng độ phần trăm,nhiệt độ sôi và nhiệt độ đông đặccủa dung dịch A. Biết ks = 0,51độ/mol và kđ = 1,86 độ/mol. 5.3 Aùp suất thẩm thấu của dung dịch Hiện tượng khuếch tán một chiều của các tiểu phândung môi qua màng bán thẩm gọi là sự thẩm thấu. Aùp suất thẩm thấu của dung dịch bằng áp suất bênngoài cần tác động lên dung dịch để cho hiện tượngthẩm thấu không xảy ra. Aùp suất thẩm thấu của dung dịch tỉ lệ thuận vớinồng độ chất tan và nhiệt độ tuyệt đối của dung dịchπ = CRTC: nồng độ phân tử gamchất tan Ví dụ• Tính áp suất thẩm thấu của dungdịch Anilin chứa 3,1 gam anilintrong 1 lít dung dịch ở 21oC.• ĐS: 0,8 at
Từ (3.2) cho thấy Pbh ≥ P nghĩa là áp suất hơi bão hòa của dung môi trên mặt dung môi nguyên chấtluôn lớn hơn áp suất hơi bão hòa của dung môi trên mặt dung dịch tại nhiệt độ bằng nhau. Cũng từ (3.2) khi tăng n (tăng nồng độ dung dịch) thì P sẽ giảm. Hiệu số ∆P = Pbh – P gọi là độ giảmáp suất của dung môi trên dung dịch. Nếu tại cùng một nhiệt độ áp suất của dung môi trên dung dịch luôn nhỏ hơn áp suất của dung môitrên dung môi nguyên chất thì ngược lại khi có cùng áp suất bên ngoài như nhau thì nhiệt độ sôi củadung dịch sẽ luôn luôn lớn hơn nhiệt độ sôi của dung môi nguyên chất.5/29/14Chương 3 - Cô đặc - Bốc hơi8 Hiệu số giữa nhiệt độ sôi của dung dịch và dung môi nguyên chất•∆’ = T – TS ∆’ là độ tăng nhiệt độ sôi của dung dịch so với dung môi nguyên chất. ∆’ cũng phụ thuộc vào chất hòa tan và nồng độ Đại lượng này được gọi là tổn thất nhiệt độ do nồng độ và được xác định bằng thực nghiệm. Khi tính tổn thất nhiệt độ do nồng độ tại một áp suất khác cho những chất không có giản đồDuhring có thể áp dụng theo qui tắc Babo: Độ giảm tương đối của áp suất hơi bão hòa của dung môi trên dung dịch ở nồng độ đã cho làmột đại lượng không đổi không phụ thuộc nhiệt độ sôi, nghĩa là:= constdo đó(3.3)= const Biết nhiệt độ sôi của dung dịch ở nồng độ đã cho ứng với áp suất nào đó thì có thể xác địnhđược nhiệt độ sôi tại áp suất khác.5/29/14Chương 3 - Cô đặc - Bốc hơi9 Ví dụ•Xác định nhiệt độ sôi của dung dịch ở áp suất 0,75 at, biết rằng ở áp suất thường (1at) dung dịch sôi ở 1100C.Vì ở 1100C áp suất của hơi nước bão hòa là 1,46 at, do đó=Khi P = 0,75 at thì Pbh tương ứng với nhiệt độ sôi của dung dịch là= 1,50Suy ra Pbh = 1,125 at, từ đó xác định được nhiệt độ sôi của dung dịch ở áp suất0,75 at bằng nhiệt độ sôi của nước ở 1,125 at là 102,50C.Qui tắc này áp dụng cho dung dịch loãng, đối với dung dịch đậm đặc phải thêmhệ số hiệu chỉnh. Trị số của hệ số hiệu chỉnh khi sối ở áp suất thấp cho trongbảng.5/29/14Chương 3 - Cô đặc - Bốc hơi10 Độ tăng nhiệt độ sôi do áp suất thủy tĩnhVí dụ nước đun sôi trong ống đứng ở áp suất thường, trên miệng ống sôi• 0ở 100 C, ở độ sâu 4m sôi ở 108,70C, nguyên nhân sai biệt độ sôi trên làdo áp suất thủy tĩnh của chất lỏng. Hiệu số giữa nhiệt độ sôi ở độ sâutrong chất lỏng T(p+∆p) với nhiệt độ sôi trên bề mặt Tp gọi là tổn thấtnhiệt độ do áp suất thủy tĩnh∆’’ = T(p+∆p) – Tp (3.4)Áp suất thủy tĩnh trong tính toán lấy trị số trung bình∆p = g.h, N/m2 (3.5)Với �/2: khối lượng riêng của dung dịch ở dạng bọt, kg/m3, lấy gầnđúng bằng ½ khối lượng riêng của dung dịchg : gia tốc trọng trường, m/s2h : độ sâu của chất lỏng tính từ mặt thoáng đến giữa ống truyềnnhiệt, m5/29/14Chương 3 - Cô đặc - Bốc hơi11 3.2. Công nghệ cô đặc một nồi3.2.1 Cô đặc một nồi gián đoạn••Thường sử dụng khi năng suất nhỏ và chi phí nhiệt năng nhỏ so với các chi phí khác.Thường làm việc theo một trong ba phương pháp sau:1. Cho dung dịch nhập liệu vào một lần ban đầu rồi đun sôi, bốc hơi, mức dung dịch trong thiết bị giảm dần cho đến khi đạtyêu cầu.2. Cho dung dịch nhập liệu vào ban đầu đến một mức nhất định, sau đó vừa cho bốc hơi vừa cho tiếp dung dịch vào để giữcho mức dung dịch trong thiết bị không đổi.3. Cho dung dịch nhập liệu vào ban đầu đến mức nhất định, sau đó vừa cho bốc hơi vừa cho tiếp dung dịch vào để giữ khốilượng dung dịch trong thiết bị không đổi. Vì khối lượng riêng của dung dịch tăng khi nồng độ tăng do đó mức dung dịch trongthiết bị sẽ giảm.•Trong quá trình cô đặc gián đoạn, nồng độ của dung dịch thay đổi (tăng) liên tục do đó các tính chất vật lý củadung dịch cũng thay đổi.•Lượng nhiệt tiêu hao trong quá trình được xác định từ phương trình cân bằng nhiệt cho hai giai đoạn: đun nóngdung dịch đến nhiệt độ sôi và duy trì quá trình sôi (bốc hơi) của dung dịch.5/29/14Chương 3 - Cô đặc - Bốc hơi12 3.2.2. Cô đặc một nồi liên tụcTrong thực tế thường hay gặp quá trình cô đặc một nồi hoạt động liên tục. Ưu điểm của quá trình này là:chế độ làm việc tương đối ổn định nhưng do nồng độ của dung dịch trong thiết bị gần bằng nồng độ lúc cuối vì vậy hệ sốtruyền nhiệt thấp hơn hệ số truyền nhiệt trung bình của quá trình cô đặc gián đoạn.Hình mô tả sơ đồ hệ thống cô đặc một nồi liên tục. Dung dịch đầu từ thùng chứa 1 được bơm vào thùng cao vị 3, sau đóchảy qua lưu lượng kế 4 vào thiết bị đun nóng 5, tại đây dung dịch được đun nóng trước đến nhiệt độ sôi rồi đi vào thiếtbị cô đặc 6 thực hiện quá trình bốc hơi. Hơi thứ và khí không ngưng đi ra phía trên của thiết bị cô đặc vào thiết bị ngưngtụ. Trong thiết bị ngưng tụ nước lạnh phun từ trên xuống làm ngưng tụ hơi thứ thành lỏng chảy xuống qua ống baromet 11ra ngoài, còn khí không ngưng đi qua thiết bị thu hồi bọt 10 vào bơm hút chân không.5/29/14Chương 3 - Cô đặc - Bốc hơi13 Cô đặc một nồi liên tục5/29/14Chương 3 - Cô đặc - Bốc hơi14 3.3. Công nghệ cô đặc nhiều nồi. Lượng hơi đốt dùng để bốc hơi 1kg hơi thứ trong hệ thống cô đặc nhiều nồi sẽ giảm khi số nồi tăng lên.Sau đây là một số số liệu về lượng tiêu hao hơi đốt (kg) để bốc hơi 1kg hơi thứ.Trong hệ thống một nồi: 1,1 kg hơi đốt/kg hơi thứhai nồi: 0,57 kg hơi đốt/kg hơi thứba nồi: 0,40 -bốn nồi: 0,30 năm nồi: 0,27 –5/29/14Chương 3 - Cô đặc - Bốc hơi15 Cô đặc nhiều nồi liên tục xuôi chiều5/29/14Chương 3 - Cô đặc - Bốc hơi16 Cô đặc nhiều nồi liên tục nghịch chiều5/29/14Chương 3 - Cô đặc - Bốc hơi17 Thiết bị cô đặc tuần hoàn trung tâmThiết bị cô đặc có ống tuần hoàn trung tâm có ưu điểm: cấu tạo đơn giản, dễ sửa chữa và làm sạch nhưng có nhược điểm là tốc độ tuần hoàn bị giảm vìống tuần hoàn cũng bị đun nóng.5/29/14Chương 3 - Cô đặc - Bốc hơi18
Câu hỏi: Nhiệt độ sôi là gì? Nêu nhiệt độ sôi của một số chất lỏng. Nhiệt độ sôi phụ thuộc vào yếu tố nào? Trả lời: Quảng cáo - Mỗi chất lỏng sôi ở một nhiệt độ nhất định. Nhiệt độ đó gọi là nhiệt độ sôi. - Bảng sau cho biết nhiệt độ sôi của một số chất lỏng.
- Nhiệt độ sôi phụ thuộc vào bản chất chất lỏng và áp suất trên mặt chất lỏng. Áp suất càng lớn thì nhiệt độ sôi của chất lỏng càng cao. Quảng cáo Xem thêm các câu hỏi thường gặp môn Vật Lí lớp 6 hay và chi tiết khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.
Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k10: fb.com/groups/hoctap2k10/ Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:Loạt bài 500 Công thức, Định Lí, Định nghĩa Toán, Vật Lí, Hóa học, Sinh học được biên soạn bám sát nội dung chương trình học các cấp. Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn. |
