Bài Thực Hành Hóa Học: Đo Điểm Nóng Chảy - Thí Nghiệm Lần 3 | Hóa học đại cương | Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh

Trường ĐH Nông Lâm Khoa Khoa Học
Thí Nghiệm Hóa Đại Cương Bộ Môn Hóa Học Ngày thí nghiệm: Điểm Lớp: Nhóm: Tên: MSSV: Tên: MSSV: Chữ Ký GVHD Tên: MSSV: Tên: MSSV: Tên: MSSV:
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
BÀI 8: ĐO ĐIỂM NÓNG CHẢY
A. Chuẩn bị bài thí nghiệm
1.Mục tiêu thí nghiệm
-Xác định niệt độ nóng chảy của hóa chất tinh khiết.
2.Tính chất vật lí và tính an toàn của các hóa chất Tên Cấu trúc Khối lượng Nhiệt Nhiệt Tỷ trọng Tính hợp chất phân tử nóng độ sôi an toàn chảy (0C) (0C) Naphthalene C 0 0 3 10H8 128,17053g/mol 80,2 C 218 C 1,14g/cm Thấp:dễ cháy/ nổ trong không khí Acid benzoic C 0 0 6H5COOH 122,12g/mol 122 C 249 C 1,32g/cm3 Cao Acid salicylic C 0 0 7H6O3 138,121g/mol 159 C 200 C 1,443g/cm3 Aspirin C9H8O4 180,160g/mol 138 0C- 140 0C 1,40g/cm3 1400C Glycerol C3H5(OH)3 92,09g/mol 290 0C 1,261g/cm3
B. Báo cáo quá trình thí nghiệm
1.Xác định nhiệt độ nóng chảy của hóa chất tinh khiết *Acid benzoic
- Khoảng nóng chảy: 120 0C – 130 0C
- Nhiệt độ nóng chảy: (120 + 130)/2=125( 0C)
- So sánh với nhiệt độ nóng chảy theo lí thuyết: lệch 3 0C *Aspirin
- Khoảng nóng chảy: 135 0C – 147 0C
- Nhiệt độ nóng chảy: (135 +147 )/2=141( 0C)
- So sánh với nhiệt độ nóng chảy theo lí thuyết: lệch 10C *Acid salycylic
- Khoảng nóng chảy: 148 0C – 168 0C
- Nhiệt độ nóng chảy: (148 + 168)/2=158( 0C)
- So sánh với nhiệt độ nóng chảy theo lí thuyết: lệch 1 0C
2.Xác định tên chất thông qua nhiệt độ nóng chảy
- Khoảng nóng chảy: 119 0C – 129 0C
- Nhiệt độ nóng chảy: (119 + 129)/2=124( 0C)
=> Tên hợp chất là: Acid benzoic(1220C)
C. Trả lời câu hỏi
Câu 1:Các yếu tố nào ảnh hưởng đến điểm nóng chảy của hợp chất?
-Các yếu tố ảnh hưởng: +Lực liên phân tử +Tạp chất +Cấu trúc của phân tử
Câu 2:Tại sao hợp chất có lẫn tạp chất lại có điểm nóng chảy thấp hơn so với hợp chất tinh khiết?
-Vì: trong hỗn hợp chứa tạp chất pha rắn được cấu tạo bởi cấu trúc không không thống nhất và
trật tự nên sẽ cần ít năng lượng hơn nhiều để chuyển sang pha lỏng do đó làm giảm điểm nóng chảy.
Câu 3: Giải thích tại sao điểm nóng chảy của acid salycylic cao hơn so với điểm nóng chảy của napthalene?
Trong trường hợp này, điểm nóng chảy của acid salicylic cao hơn so với điểm nóng chảy của
napthalene do các yếu tố sau: Liên kết hidro:
Acid salicylic có khả năng tạo liên kết hidro giữa các phân tử. Liên kết hidro là một loại liên kết
mạnh giữa nguyên tử hydro và nguyên tử oxi hoặc nitơ. Sự tạo liên kết hidro tạo ra một lực
tương tác mạnh giữa các phân tử, làm tăng điểm nóng chảy của acid salicylic.
Cấu trúc phân tử: Acid salicylic có cấu trúc phân tử phức tạp hơn napthalene. Acid salicylic có
một nhóm carboxylic (-COOH) và một nhóm hydroxyl (-OH) gắn liền với vòng benzen, trong
khi napthalene chỉ có hai vòng benzen. Cấu trúc phức tạp của acid salicylic tạo ra nhiều tương
tác giữa các phân tử, làm tăng điểm nóng chảy.
Tính chất tương tác giữa các phân tử: Acid salicylic có tính chất tương tác giữa các phân tử
mạnh hơn napthalene. Các nhóm chức có trong acid salicylic tạo ra các tương tác tĩnh điện và
liên kết hidro mạnh, làm tăng sự tương tác giữa các phân tử và điểm nóng chảy.
Câu 4: Một chất rắn chưa biết X có điểm nóng chảy (122 – 123
0 C) có thể được cho là acid
benzoic hay β naptol. Xác định hợp chất X trong 2 trường hợp sau:
Trường hợp 1: Nếu trộn X với acid benzoic và điểm cháy của chảy của hỗn hợp này bằng
điểm nóng chảy của chất X.
Trong trường hợp 1, nếu trộn chất X với acid benzoic và điểm nóng chảy của hỗn hợp này bằng
điểm nóng chảy của chất X, thì chất X có thể là acid benzoic. Điều này xảy ra vì khi trộn chất X
với acid benzoic, hỗn hợp sẽ có điểm nóng chảy giống như điểm nóng chảy của chất X ban đầu.
Trường hợp 2: Nếu trộn X với acid benzoic và điểm chảy của hỗn hợp này nhỏ hơn điểm
nóng chảy của chất X.
Trong trường hợp 2, nếu trộn chất X với acid benzoic và điểm nóng chảy của hỗn hợp này nhỏ
hơn điểm nóng chảy của chất X, thì chất X có thể là B naptol. Điều này xảy ra vì khi trộn chất X
với acid benzoic, hỗn hợp sẽ có điểm nóng chảy thấp hơn do tác động của acid benzoic.
Tuy nhiên, để xác định chính xác hợp chất X là acid benzoic hay B naptol, cần thêm thông tin
hoặc thực hiện các thí nghiệm khác như phân tích phổ hồng ngoại hoặc phân tích cấu trúc hóa học.
Câu 5: Tại sao điểm nóng chảy của đồng phân alkane mạch thẳng cao hơn đồng phân alkane mạch nhánh?
Điểm nóng của mạch thẳng đồng alkane thường cao hơn mạch nhánh đồng alkane. Điều này có
thể được giải quyết bằng cách xem xét cấu trúc phân tử và tương tác giữa các phân tử trong chất rắn.
Trong đồng mạch phân ankan, các phân tử có cấu trúc tuyến tính, tức là các nguyên tử cacbon
được sắp xếp theo một hàng. Điều này tạo ra một phân cách tiếp xúc giữa các phân tử, tăng
cường khả năng tương tác giữa chúng. Do đó, cần có nhiều năng lực hơn để làm tan chất rắn và
đạt được trạng thái chất lỏng.
Trong khi đó, trong mạch nhánh đồng alkane, các phân tử có cấu trúc không tuyến tính và có các
nhánh hoặc nhóm chức năng khác gắn vào các nguyên tử cacbon. Điều này làm giảm sự căng
thẳng giữa các phân tử và giảm khả năng tương tác giữa chúng. Do đó, cần ít năng lượng hơn để
làm tan chất rắn và đạt được trạng thái chất lỏng.
Câu 6: Tại sao người ta thường sử dụng dầu DO hoặc glycerin trong phương pháp đo nhiệt
nóng chảy bằng ống Thiele?
Chất truyền nhiệt tốt: Dầu DO và glycerin đều có khả năng truyền nhiệt tốt, giúp dẫn nhiệt từ
ngọn lửa đến mẫu chất cần đo nhiệt nóng chảy. Điều này đảm bảo rằng nhiệt độ trong ống Thiele
được phân bố đồng đều và ổn định.
Điều chỉnh nhiệt độ: Dầu DO và glycerin có thể điều chỉnh nhiệt độ dễ dàng. Khi đốt cháy dầu
DO hoặc glycerin, ngọn lửa sẽ tạo ra nhiệt độ cao, và việc điều chỉnh lượng chất truyền nhiệt sẽ
ảnh hưởng đến nhiệt độ trong ống Thiele. Điều này cho phép người dùng điều chỉnh nhiệt độ một
cách chính xác để đảm bảo mẫu chất nóng chảy ở nhiệt độ cần thiết.
An toàn: Dầu DO và glycerin là các chất an toàn để sử dụng trong phòng thí nghiệm. Chúng
không dễ cháy và không gây nguy hiểm khi tiếp xúc với ngọn lửa.
Câu 7: Hãy giải thích lý do các hợp chất cộng hóa trị thường có nhiệt độ sôi thấp.
Lực tương tác giữa các phân tử: Các hợp chất cộng hóa trị thường có lực tương tác giữa các phân
tử yếu hơn so với các hợp chất ion. Điều này là do các hợp chất cộng hóa trị thường là các hợp
chất không ion hoặc có tính chất phân cực yếu. Do đó, năng lượng tương tác giữa các phân tử
không đủ mạnh để giữ chất ở trạng thái dư ở nhiệt độ cao.
Phân tử kích thước: Các chất cộng hóa trị thường có kích thước phân tử nhỏ hơn so với các chất
hợp nhất. Kích thước nhỏ giúp các phân tử dễ dàng chuyển đổi và thoát khỏi trạng thái tinh tế,
dẫn đến nhiệt độ sôi thấp hơn.
Cấu hình phân tử: Cấu hình phân tử cấu trúc của các hợp chất cộng hóa trị thường có tính chất
phân cực yếu hoặc không phân cực. Điều này làm giảm khả năng tạo liên kết hidro và tăng khả
năng tạo liên kết Van der Waals yếu. Do đó, nhiệt độ sôi của các chất cộng hóa trị thường thấp hơn.
Câu 8: Tại sao muối ăn (NaCl) lại có nhiệt độ nóng chảy cao?
Muối ăn (NaCl) là tinh thể ion, giữa các ion Na+ và Cl- có lực hút tĩnh điện rất mạnh nên muối
ăn khó nóng chảy hay có nhiệt độ nóng chảy.
Câu 9: Tại sao chất rắn tinh khiết lại có nhiệt nóng chảy xác định?
Chất rắn tinh khiết là chất không chứa bất kỳ tạp chất nào và có cấu trúc nguyên tử hoặc phân tử
đều đặn. Nhiệt nóng là quá trình chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái nhiệt khi nhiệt độ tăng
lên đến một giá trị nhất, gọi là nhiệt độ nóng. Chất rắn tinh khiết có nhiệt độ nóng xác định là các
liên kết giữa các phân tử hoặc nguyên tử trong chất rắn tinh khiết là mạnh và đều đặn. Khi nhiệt
độ tăng lên, năng lượng nhiệt được cung cấp cho chất rắn, làm cho các liên kết giữa các phân tử
hoặc nguyên tử trở nên yếu dần. Khi nhiệt độ đạt đến nhiệt độ nóng chảy, các liên kết này bị phá
vỡ và chất rắn chuyển sang trạng thái tinh khiết.
Nhiệt độ nóng của chất rắn tinh khiết là một công cụ có giá trị và không thể thay đổi vì nó phụ
thuộc vào cấu trúc và tính chất của chất rắn. Điều này cho phép chúng tôi sử dụng nhiệt độ nóng
để xác định và phân biệt các chất rắn tinh khiết khác nhau.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng nhiệt độ nóng có thể bị ảnh hưởng bởi áp suất và chất độn có mặt
trong chất rắn. Áp suất cao có thể làm tăng nhiệt độ nóng, trong khi chất liệu có thể làm giảm
nhiệt độ nóng hoặc tạo ra các điểm nóng khác nhau trong chất rắn.
Câu 10: Ở nhiệt độ 30
O C hợp chất Z có thể tích xác định và không ph
ụ thuộc vào hình dạng bình chứa.
Tuy nhiên tại nhiệt độ 200°C thì hợp chất này lại có khả năng bị nén. Hãy dự
đoán và giải thích nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi nào phù hợp với hợp chất Z qua các
trường hợp được cung cấp dưới đây: Trường hợp
Nhiệt độ nóng chảy (OC) Nhiệt độ sôi (OC) 1 15 200 2 25 120 3 35 180 4 45 300