Μέθοδος Προσδιορισμού του Σημείου Κρυστάλλωσης του Βενζολίου
Το βενζόλιο είναι ένα άχρωμο, γλυκόσμηστο και πτητικό υγρό με χημικό τύπο C₆H₆. Ανήκει στους αρωματικούς υδρογονάνθρακες και είναι επίσης μια σημαντική βασική πρώτη ύλη στην πετροχημική βιομηχανία. Είναι ελάχιστα διαλυτό στο νερό αλλά εξαιρετικά διαλυτό σε οργανικούς διαλύτες και χρησιμοποιείται συχνά ως διαλύτης. Το βενζόλιο είναι εξαιρετικά τοξικό και ταξινομείται ως καρκινογόνο της Ομάδας 1 από τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (ΠΟΥ). Η μακροχρόνια έκθεση μπορεί να προκαλέσει σοβαρές ασθένειες όπως η λευχαιμία. Είναι ευρέως παρόν σε βιομηχανικά προϊόντα όπως επικαλύψεις, κόλλες και καύσιμα, και χρησιμοποιείται επίσης στην κατασκευή χημικών ουσιών όπως βαφές, φάρμακα και φυτοφάρμακα.
Σκοπός του Πειράματος:
Ο κύριος σκοπός του προσδιορισμού του σημείου κρυστάλλωσης του βενζολίου είναι η αξιολόγηση της καθαρότητας και της ποιότητας του βενζολίου και η παροχή βασικών δεδομένων για τη βελτιστοποίηση των διαδικασιών παραγωγής σε σχετικές βιομηχανίες. Συγκεκριμένα:
Αξιολόγηση Καθαρότητας: Το σημείο κρυστάλλωσης του βενζολίου σχετίζεται άμεσα με την καθαρότητά του. Με τον προσδιορισμό του σημείου κρυστάλλωσης, μπορούμε να κρίνουμε εάν υπάρχουν ακαθαρσίες στο βενζόλιο και έτσι να αξιολογήσουμε την ποιότητά του.
Βελτιστοποίηση Διαδικασίας: Σε τομείς όπως η πετροχημεία και η επιστήμη των υλικών, τα δεδομένα του σημείου κρυστάλλωσης του βενζολίου είναι ζωτικής σημασίας για τον έλεγχο των καταστάσεων των υλικών και τη βελτιστοποίηση των διαδικασιών παραγωγής.
Συμμόρφωση με τα Πρότυπα: Ο προσδιορισμός πραγματοποιείται σύμφωνα με το εθνικό πρότυπο GB/T 3145-2023 για την εξασφάλιση της ακρίβειας και της συγκρισιμότητας των πειραματικών αποτελεσμάτων.
Δείγματα και Όργανα του Πειράματος:
Δείγματα Πειράματος: Βενζόλιο, Απεσταγμένο νερό
Όργανα Πειράματος: SH406B Πλήρως Αυτόματος Ελεγκτής Σημείου Κρυστάλλωσης (σύμφωνα με το πρότυπο GB/T 3145)
Διαδικασίες Πειράματος:
1. Προετοιμασία Δείγματος: Λαμβάνουμε ένα ομογενές δείγμα βενζολίου, μετράμε περίπου 50 mL με έναν βαθμονομημένο κύλινδρο και το ρίχνουμε σε ένα ξηρό δοκιμαστικό σωλήνα. Προσθέτουμε 1 σταγόνα απεσταγμένου νερού, ανακινούμε έντονα το δοκιμαστικό σωλήνα για μισό λεπτό για να διασπείρουμε ομοιόμορφα το νερό στο δείγμα.
2. Συναρμολόγηση Οργάνου: Εισάγουμε ένα θερμόμετρο στο δοκιμαστικό σωλήνα (ο υδραργυρικός βολβός του θερμομέτρου βρίσκεται στο κέντρο του δοκιμαστικού σωλήνα, με το κάτω μέρος περίπου 8~10 mm μακριά από το κάτω μέρος του δοκιμαστικού σωλήνα) και το στερεώνουμε με ένα φελλό για να διασφαλίσουμε ότι η γραμμή κλίμακας του θερμομέτρου είναι στο ίδιο επίπεδο με το πάνω άκρο του φελλού. Εισάγουμε τον συναρμολογημένο δοκιμαστικό σωλήνα σε ένα διπλό στρώμα (το μανίκι αέρα μπορεί να γεμιστεί με θερμομονωτικά υλικά για τη μείωση της απώλειας θερμότητας).
3. Ψύξη και Ανάδευση: Βυθίζουμε το δοκιμαστικό σωλήνα σε ένα λουτρό ψύξης (όπως ένα λουτρό πάγου ή εξοπλισμό ψύξης ημιαγωγών), εκκινούμε τη συσκευή ανάδευσης και αναδεύουμε το δείγμα με σταθερή ταχύτητα. Συνεχίζουμε την ψύξη μέχρι η θερμοκρασία του δείγματος να πέσει στους περίπου 6℃, στη συνέχεια αφαιρούμε αμέσως το δοκιμαστικό σωλήνα, σκουπίζουμε τους λεκέδες νερού στο εξωτερικό τοίχωμα και το ξανατοποθετούμε γρήγορα στο λουτρό ψύξης για περαιτέρω ψύξη.
4. Προσδιορισμός Σημείου Κρυστάλλωσης: Παρατηρούμε την αλλαγή της θερμοκρασίας. Όταν κατακρημνίζονται στερεά στο δείγμα, η θερμοκρασία θα πέσει πρώτα στο χαμηλότερο σημείο και στη συνέχεια θα ανέβει στο υψηλότερο σημείο λόγω της θερμότητας που απελευθερώνεται από την κρυστάλλωση. Καταγράφουμε τη θερμοκρασία όταν το υψηλότερο σημείο παραμένει σταθερό για 30 δευτερόλεπτα ως το σημείο κρυστάλλωσης του δείγματος που περιέχει νερό.
Αποτελέσματα Πειράματος
Καταγράφουμε τη θερμοκρασία στην οποία η θερμοκρασία του δείγματος βενζολίου ανεβαίνει στο υψηλότερο σημείο κατά την ψύξη και σταθεροποιείται για 30 δευτερόλεπτα: 5.30℃.