Trong phòng thí nghiệm, một nhóm học sinh lắp đặt bộ dụng cụ chưng cất phân đoạn để tách hỗn hợp gồm ethanol (nhiệt độ sôi 78,3°C) và nước (nhiệt độ sôi 100°C) từ dung dịch lên men rượu. Cho các phát biểu sau về quy trình vận hành thí nghiệm:
(1) Cột chưng cất phân đoạn có gắn các chướng ngại vật giúp quá trình bay hơi và ngưng tụ diễn ra nhiều lần, nâng cao độ tinh khiết của ethanol thu được.
(2) Nước làm mát trong ống sinh hàn phải được dẫn đi vào từ đầu thấp (phía dưới) và thoát ra ở đầu cao (phía trên).
(3) Thủy ngân hoặc cồn đỏ trong bầu nhiệt kế cần phải được nhúng ngập hoàn toàn vào đáy bình cầu chứa hỗn hợp đun sôi.
(4) Thêm vài mẩu đá bọt vào bình cầu trước khi đun nhằm tránh hiện tượng quá sôi cục bộ và giúp chất lỏng sôi êm dịu.
(5) Phân đoạn chất lỏng thu được trước tiên ở bình hứng có nồng độ ethanol cao hơn nhiều so với hỗn hợp ban đầu.
Số phát biểu đúng là:
A. 2. B. 3. C. 4. D. 5.
(1) Đúng, cột chưng cất phân đoạn chứa các vật nhồi hoặc chướng ngại vật giúp tăng bề mặt tiếp xúc giữa hơi và chất lỏng ngưng tụ, tạo ra nhiều chu trình bay hơi – ngưng tụ liên tiếp, từ đó tách hiệu quả các chất và nâng cao độ tinh khiết của ethanol.
(2) Đúng, nguyên tắc cấp nước làm mát cho ống sinh hàn là nước đi vào ở vị trí thấp, đi ra ở vị trí cao nhằm đảm bảo ống sinh hàn luôn được lấp đầy nước hoàn toàn, tăng hiệu suất trao đổi nhiệt và ngưng tụ hơi.
(3) Sai, vị trí đúng của bầu nhiệt kế là đặt ngang với miệng nhánh bên của bình cầu (hoặc phần đỉnh của cột phân đoạn) để đo nhiệt độ của dòng hơi đi vào ống sinh hàn, không phải nhúng vào dung dịch lỏng ở đáy bình.
(4) Đúng, đá bọt có cấu trúc xốp đóng vai trò tạo ra các mầm sôi, giúp ngăn ngừa hiện tượng quá sôi và giúp chất lỏng sôi êm dịu, tránh bắn tung tóe.
(5) Đúng, vì ethanol có nhiệt độ sôi thấp hơn nước nên nó chuyển sang trạng thái hơi và đi qua ống sinh hàn trước, dẫn đến phân đoạn thu được ở giai đoạn đầu có nồng độ ethanol rất cao so với hỗn hợp ban đầu.