THỰC HÀNH HOÁ đại CƯƠNG vô cơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI BỘ MƠN HỐ VƠ CƠ - KHOA HĨA HỌC THỰC HÀNH HỐ ĐẠI CƯƠNG - VƠ CƠ (Học kì 1: tuần, ngày 11 -10 -2021 Địa điểm: Bộ môn Hóa Vơ cơ, tầng 2, nhà A4 ) HÀ NỘI - 2021 1THDC 2THDC CÁC BÀI THỰC HÀNH HOÁ ĐẠI CƯƠNG (Năm học: 2021-2022) K70 STT Tên Bài 1: Một số dụng cụ thí nghiệm thao tác thực hành Bài 2: Xác định khối lượng phân tử khí oxi Bài 3: Pha chế dung dịch chuẩn độ axit-bazơ Bài 4: Chuẩn độ oxi hóa-khử Bài 5: Xác định biến thiên entanpi entropi phản ứng hoà tan borac nước Bài 6: Xác định nhiệt bay nước Bài 7: Thi hết học phần (thi thực hành, chấm thao tác tường trình) Ghi chú: - Thời gian: Buổi sáng: Từ 8h00-11h00 Buổi chiều: Từ 13h30-16h30 - Tường trình: Sinh viên làm nộp vào buổi thực hành Bắt đầu thực hành, giảng viên hướng dẫn kiểm tra tường trình cũ số sinh viên (không chấm) phần chuẩn bị mới, nhận xét, góp ý, giải đáp thắc mắc trả lại cho sinh viên Sinh viên không chuẩn bị khơng làm tường trình, giảng viên hướng dẫn trừ 0,5 điểm/bài, điểm trừ trực tiếp vào điểm thi thực hành cuối kì - Điểm Tín = Điểm thi thực hành đại cương Nguyên lí (30% - lấy điểm kì) + Điểm thi thực hành Hóa vơ (60% - lấy điểm cuối kì) - Chuyển buổi: Sinh viên nghỉ buổi thí nghiệm tuần cần xếp thời gian làm bù tuần Kinh phí chuyển buổi thực hành áp dụng với tất sinh viên 50.000đ/buổi Lưu ý đổi tối đa lần/học kì - Tuần dự trữ: (8h00 sáng thứ hai, tuần sau kết thúc thực hành): Dành cho sinh viên làm bù cịn thiếu 01 thực hành Kinh phí làm bù thí nghiệm 100.000 đ Nếu thiếu trở lên, sinh viên không làm bù không thi 3THDC 4THDC Mở đầu NHỮNG QUI ĐỊNH CHUNG TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM A NỘI QUI Điều Sinh viên vào phịng thí nghiệm phải mặc áo blouse, phải có thiết bị bảo hiểm khác (khẩu trang, găng cao su, kính bảo hiểm) cần thiết Điều Sinh viên phải nắm quy tắc bảo hiểm làm việc với chất độc, chất ăn da, chất gây bỏng, chất dễ cháy dễ nổ, cách sơ cứu gặp cố Phải học sử dụng thiết bị cấp cứu thông thường cháy: chăn, vịi nước, bình cứu hoả Điều Tất loại hố chất khơng ngửi, nếm, sờ tay Khơng dùng miệng hút hóa chất pipet, thiết phải dùng bóp cao su Điều Khơng để chất dễ cháy, dễ nổ (xăng, dầu hoả, benzen, cồn, ete ) gần lửa đèn cồn, đèn khí Điều Khi mang dụng cụ máy móc khỏi phịng thí nghiệm phải phép người phụ trách Nếu đưa trường thiết phải đồng ý Trưởng phịng thí nghiệm Khơng dùng phịng thí nghiệm làm nơi hội họp tiến hành sinh hoạt khác ngồi chức năng, nhiệm vụ Khơng hút thuốc, ăn uống phịng thí nghiệm Điều Dụng cụ máy móc, dùng xong phải lau rửa sẽ, trả lại đầy đủ xếp theo trật tự ban đầu Điều Sinh viên làm việc phịng thí nghiệm phải có chỗ ngồi quy định không tuỳ tiện di chuyển, đồ đạc , dụng cụ, máy móc phịng Trước làm thí nghiệm phải nắm vững mục đích yêu cầu, nguyên tắc, cấu tạo cách sử dụng dụng cụ máy móc Thực nguyên tắc: chưa nắm vững lý thuyết chưa thực hành Cần bám sát yêu cầu thí nghiệm, thực hành nghiêm túc ghi chép số liệu, cân đo…và hoàn thành tường trình buổi thực hành Các báo cáo cần đánh giá ghi vào kết học tập sinh viên Triệt để tiết kiệm vật tư, hoá chất Điều Sinh viên làm thực hành giảng viên quy định Những thí nghiệm gây độc hại, nguy hiểm phải có giảng viên cán thí nghiệm trực tiếp hướng dẫn 5THDC B BẢO QUẢN HĨA CHẤT Mỗi hóa chất cần chứa lọ riêng biệt thích hợp Hình dạng, kích thước, màu sắc lọ chứa hóa chất cần vào tính chất số lượng loại hóa chất Các lọ hóa chất phải có nhãn ghi rõ cơng thức hóa học, tên gọi, nồng độ (nếu dung dịch) ghi rõ đặc điểm chất độc, chất dễ bay hơi, dễ cháy Các lọ hóa chất cần xếp đặt cách khoa học tủ chứa Muốn bảo quản tốt, phịng thí nghiệm phải có tử đựng hóa chất Không để lẫn lộn dụng cụ kim loại dụng cụ quang học vào tủ đựng hóa chất Hóa chất cần xếp theo loại, phân nhóm theo cation, anion Các axit thể lỏng đặt ngăn cuối cùng, ngăn thấp tủ để lấy dễ dàng, tránh đổ vỡ nguy hiểm Không nên để nhiều tập trung phịng thí nghiệm hóa chất dễ bắt lửa xăng, benzen, ete cồn đốt, axeton,… Chỉ nên để loại chất dễ cháy từ 0,5 đến 1,0 lit làm thí nghiệm phải để chất xa lửa Phải chuẩn bị phương tiện phòng cháy chữa cháy Cần đựng hóa chất có tác dụng với cao su Brom axit nitric lọ có nút thủy tinh * Đối với hóa chất dễ bay hơi, dễ tác dụng với oxi, khí cacbonnic, hút ẩm,… cần đựng vào lọ có nút cao su nút nhám, bên ngồi có tráng lớp parafin Ví dụ : bột magie bột sắt dễ bị oxi hóa; canxi oxit canxi cacbua dễ bị rã hỏng khơng khí ẩm; điphotpho pentaoxit, canxi clorua, magie clorua, natri nitrat dễ hút nước chảy rữa Xút rắn hút nước mạnh dễ tác dụng với khí cacbonic khơng khí nên phải đựng vào lọ có nút nhám kiềm chất tạo thành làm nút nhám gắn chặt vào cổ lọ khó mở * Những hóa chất dễ bị ánh sáng tác dụng kalipemanganat, bạc nitrat, kali iotdua, nước oxi già… cần đựng vào lọ màu sẫm để chỗ tối bọc kín giấy màu đen phía ngồi lọ * Những hóa chất độc muối thủy ngân, muối xianua… cần phải để tủ có khóa riêng phải giữ gìn cẩn thận * Các kim loại natri kali phải đựng lọ dầu hỏa hay xăng, làm thí nghiệm cịn thừa lượng nhỏ khơng vứt bừa bãi gây hỏa hoạn cần thu lại hủy Phot trắng đựng vào lọ có nước, cắt nhỏ phải cắt nước Đục hộp chứa photpho trắng phải tiến hành thùng nước * Không nên đựng dung dịch kiềm đặc vào lọ có nút nhám,vì dung dịch kiềm đặc tác dụng với thủy tinh tạo muối miệng lọ khó mở nút * Muối nitrat phải đựng vào lọ sạch, không để lẫn với chất cháy * Cần có nhãn ghi cơng thức nồng độ hóa chất phía ngồi lọ đựng hóa chất Các lọ hóa chất để bàn cho sinh viên làm thực hành nên có hai nhãn đối diện phía bình, lọ Các lọ hóa chất nhóm nên để lọ nhỏ hàng trước, lọ lớn hàng phía sau, nhãn quay để dễ thấy, dễ sử dụng Thường xuyên kiểm tra hóa chất dễ bay Phải thường xuyên kiểm tra hóa chất dễ bay hóa chất làm bật nút lọ chứa Các chất dễ bay hơi, dễ cháy, dễ biến chất cần để nơi mát, đựng lọ nút kín 6THDC C SỬ DỤNG HĨA CHẤT Tiết kiệm - Nên dùng hóa chất với liều lượng vừa đủ để thấy rõ tượng cần chứng minh giảm bớt khí bay ngồi Thơng thường, với hóa chất lỏng dùng khoảng 1/4 ống nghiệm - Không chuẩn bị dư thừa dung dịch Chỉ pha chế lượng dung dịch đủ dùng cho thí nghiệm, để lâu ngày dung dịch biến chất - Cần tận dụng hóa chất cịn dư sản phẩm thí nghiệm Chẳng hạn tận dụng kẽm cịn dư sau thí nghiệm điều chế hiđro, Đảm bảo độ tinh khiết hóa chất - Trước lấy hóa chất từ lọ nguyên ra, cần gạt chất rắn nút lọ (parafin, xi, nhựa ) để tránh tượng chất rơi vào hóa chất mở lọ - Trước dùng lọ để chứa hóa chất, phải kiểm tra xem lọ khơ chưa Nếu khơng phải rửa làm khô để đảm bảo độ tinh khiết hóa chất - Khi mở nút lọ hóa chất phải đặt ngửa nút bàn Với loại lọ có nút kèm ống nhỏ giọt, mở nút nghiêng lọ để rót hóa chất cần kẹp nút hai ngón tay Khơng đặt ống nhỏ giọt mặt bàn - Khi lấy hóa chất cần phải đọc kỹ nhãn xem hóa chất có với u cầu thí nghiệm khơng - Khi rót hóa chất khỏi bình, ý hướng nhãn lọ lên phía để tránh hóa chất chảy theo thành lọ làm hỏng nhãn - Cần kiểm tra xem ống hút nhỏ giọt chưa bóp cao su có bị thủng khơng cho vào lọ lấy hóa chất - Khi lấy hóa chất rắn, cần dùng thìa sứ, thìa thủy tinh thìa nhựa lau dùng riêng cho hóa chất Khi dùng xong, cần đặt thìa cạnh lọ chứa để tránh sử dụng lẫn hóa chất - Khi lấy hóa chất dễ chảy rữa xút ăn da hóa chất dễ bay dung dịch amoniac, axit clohiđric đặc v.v phải nhanh tay đậy nút sau lấy Khi đục hộp đựng photpho trắng phải đục nước để tránh photpho bốc cháy Với natri kim loại, sau cắt dùng, phần lại phải ngâm vào dầu hỏa - Khơng đổ trở lại hóa chất dùng thừa vào lọ chứa để đảm bảo độ tinh khiết chúng Cần tính tốn cụ thể số lượng hóa chất cần thiết trước lấy dùng - Khi cân hóa chất khơng đổ trực tiếp hóa chất lên đĩa cân làm bẩn hóa chất hóa chất dính vào đĩa cân làm hỏng đĩa cân lượng cân khơng cịn xác Phải để hóa chất giấy lót, mặt kính đồng hồ cốc thủy tinh 7THDC BÀI 1: MỘT SỐ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM VÀ CÁC THAO TÁC THỰC HÀNH CƠ BẢN Phần 1: MỘT SỐ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM VÀ CÁCH SỬ DỤNG A DỤNG CỤ THỦY TINH - Dụng cụ không chia độ: ống nghiệm, cốc, bình cầu, bình tam giác, chậu thuỷ tinh, phễu, mặt kính đồng hồ - Dụng cụ có chia độ: ống đong, buret, pipet, bình định mức - Dụng cụ có tác dụng đặc biệt: bình kíp, bình tinh chế, ống sinh hàn, bình chứa khí, bình hút ẩm Các dụng cụ thuỷ tinh có tính chất riêng khả chịu nhiệt, khơng tác dụng với hố chất làm thuỷ tinh chịu nhiệt, thuỷ tinh đặc biệt hay thạch anh DỤNG CỤ THỦY TINH KHƠNG CHIA ĐỘ 1.1 ỐNG NGHIỆM Ống nghiệm có nhiều kích thước khác nhau, phân làm loại: ống nghiệm thường ống nghiệm có nhánh Ống nghiệm chủ yếu sử dụng để tiến hành thí nghiệm lượng nhỏ thường giữ giá gỗ, nhựa 1.1.1 Giữ ống nghiệm Dùng kẹp gỗ (kẹp sắt) kẹp vị trí cách miệng ống nghiệm 1/3 ống Hình 1: Ống nghiệm 1.1.2 Lấy hóa chất Hình 1: Cách kẹp ống nghiệm + Dạng BỘT: 1- Cắt giấy làm máng, dài ống nghiệm khoảng cm, chiều ngang vừa lọt ống nghiệm; 2- Tay trái cầm ống nghiệm đặt nằm ngang, ngửa tay lên trên, tay phải đưa máng vào sâu 1/2 ống nghiệm; 3- Dùng thìa lấy hóa chất vào máng, đẩy nhẹ máng xuống đáy ống nghiệm, dựng đứng ống nghiệm rút máng + Dạng HẠT: 1- Tay trái cầm ngang ống nghiệm; 2- Đặt hóa chất lên thành miệng ống nghiệm; 3- Nghiêng từ từ để hóa chất trượt xuống đáy ống nghiệm; tổng lượng chất rắn không vượt 1/8 ống nghiệm + Dạng LỎNG: Dùng công tơ hút nhỏ giọt (đầu công tơ hút không chạm vào ống nghiệm; tổng thể tích chất lỏng khơng vượt q 1/4 ống nghiệm 1.1.3 Sử dụng ống nghiệm + LẮC dung dịch ống nghiệm: Dùng tay phải cầm ống nghiệm lắc ngang ống nghiệm, đập nhẹ đáy ống nghiệm chạm vào lịng bàn tay trái (khơng lắc dạng sóc dung dịch-dễ bị bắn hóa chất ngồi) + ĐUN nóng dung dịch ống nghiệm lửa đèn cồn: Hơ nóng ống nghiệm đun tập trung vào đáy ống nghiệm (hướng miệng ống nghiệm nơi khơng có người) + LẮP ống nghiệm vào giá đỡ: Kẹp ống nghiệm kẹp sắt giá đỡ vị trí cách miệng ống nghiệm 1/3 ống, nghiêng ống nghiệm hướng lên Đối với ống nghiệm có nhánh, cần kẹp vị trí nhánh 8THDC 1.2 CỐC THỦY TINH Cốc thủy tinh làm thủy tinh chịu nhiệt với dung tích từ 50 mL đến lít Cốc thường dùng để: 1- Đựng hố chất; 2- Hịa tan, pha chế; 3- Đun nóng, thực phản ứng 1.2.1 Đựng hóa chất Khi dùng cốc thủy tinh đựng dung dịch, trước hết cần tráng cốc lượng nhỏ dung dịch Với cốc đựng hóa chất để dùng nhiều lần, cần dán nhãn (hoặc viết tên) hóa chất vào cốc để tránh nhầm lẫn Không dùng cốc để đựng bazơ kiềm nồng độ cao (  2M) thời gian dài, không dùng cốc để đựng axit HF Hình 1: Cốc thủy tinh Hình 1: Đun cốc đèn khí 1.2.2 Hịa tan, pha chế Khi hòa tan chất rắn cần: 1- Thấm ướt nước cất; 2- Thêm nước hóa chất để hịa tan; 3- Khuấy đũa thủy tinh Khi pha chế chất tan tỏa nhiều nhiệt (xút rắn, axit sunfuric đặc, oleum,…) cần ngâm cốc chậu nước để phân tán nhiệt 1.2.3 Đun nóng, thực phản ứng Khi đun nóng cốc bếp điện, đèn cồn, đèn khí,… phải đặt cốc lưới tản nhiệt Khi đun cần khuấy để tránh hóa chất sơi bắn ngồi Đun xong, khơng đặt cốc xuống mặt bàn lạnh ướt để tránh nứt, vỡ cốc 1.3 BÌNH TAM GIÁC Bình tam giác (bình nón, eclen) thường làm thủy tinh chịu nhiệt, thành mỏng đều, đáy bằng, miệng hẹp Bình tam giác có cơng dụng: 1- Dùng lắc quay trịn trộn hoá chất chuẩn độ; - Thực phản ứng cần hạn chế bay đun nóng 1.3.1 Dùng chuẩn độ Tráng bình tam giác nước cất Dùng pipet lấy hóa chất vào bình tam giác, thêm thị (nếu có) dùng bình tia phun nước cất tráng bình tam giác để chuyển hết hóa chất Hình 1: Bình tam giác dính thành bình xuống Khi chuẩn độ, dùng ngón tay giữ phần cổ bình (ngón đặt phía trước, ngón trỏ ngón đặt phía sau), lắc quay trịn đáy bình theo chiều ngược chiều kim đồng hồ (khơng lắc miệng bình) 9THDC 1.3.2 Dùng đun nóng Khi đun nóng bình tam giác bếp điện, đèn cồn, …phải đặt bình lưới tản nhiệt 1.4 BÌNH CẦU Bình cầu có hai loại, bình cầu đáy đáy trịn Cổ bình cầu khơng có nhánh có nhánh (bình Wurtz) Bình cầu đáy dùng để pha hố chất, để đun nóng chất lỏng Bình cầu đáy trịn dùng để cất, đun sơi làm thí nghiệm cần đun nóng Bình cầu có nhánh dùng để điều chế chất khí Bình cầu đáy Bình cầu đáy trịn Bình cầu nhánh 1.5 PHỄU Phễu thuỷ tinh thường dùng phịng thí nghiệm có đường kính từ đến 10cm Phễu dùng để lọc rót chất lỏng 1.5.1 Rót chất lỏng Khi dùng, thường đặt phễu giá hay đặt trực tiếp lên dụng cụ hứng cốc, chai, lọ, bình cầu, bình tam giác, bình định mức,… Khi rót chất lỏng khơng đổ đầy tới miệng phễu phễu nghiêng, chất lỏng trào ngồi Hình 1: Phễu lọc 1.5.2 Lọc Lọc phương pháp tách chất rắn khơng hịa tan khỏi chất lỏng Trong phịng thí nghiệm thường dùng giấy lọc để lọc + GẤP giấy lọc: Dùng tờ giấy lọc hình vng, gập đôi gập tư tờ giấy Dùng kéo cắt tờ giấy theo đường hình vịng cung thành hình quạt Tách ba lớp giấy lọc hình quạt thành hình nón (hình 2.1) Hình 2.1 Cách gấp cắt giấy lọc 10THDC Hình 2.2 Cách lọc 6.3 XỬ LÝ KẾT QUẢ: Các số liệu thực nghiệm thu ghi vào bảng 6.1: Bảng 6.1: t0C t0C VKK(mL) 70 56 66 52 64 48 60 44 t0C VKK(mL) VKK(mL) - Sử dụng số liệu nhiệt độ 50C để tìm số mol khơng khí theo phương trình (2) - Tính áp suất riêng phần khơng khí nhiệt độ ứng với thể tích ghi, theo phương trình (3) - Tính áp suất bão hịa nước nhiệt độ Ghi kết vào bảng 6.2 Bảng 6.2: t0C T(K) −1 (K ) T VKK(mL) PKK (mmHg) PH2O (mmHg) lg P Xác định Hbh nước phương pháp sau: - Dựa vào đồ thị lgP = f(1/T) - Dựa vào cặp nhiệt độ tính trung bình - Dựa vào phương pháp bình phương tối thiểu Rút nhận xét kết thu 6.4 VẤN ĐỀ AN TOÀN - Nước nóng gần nhiệt độ sơi gây bỏng, cẩn thận trọng; - Cẩn thận làm việc với thiết bị đốt nóng điện (bếp điện) nêu 19 nhiệt kế nên 12; 13; 20 44THDC BÀI THI THỰC HÀNH Pha chế dung dịch chuẩn độ Thời gian: 40 phút 45THDC PHỤ LỤC - Độ xác phép đo - Cách lập bảng xây dựng đồ thị - Xử lý kết thực nghiệm phương pháp bình phương tối thiểu - Một số bảng tra cứu ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA PHÉP ĐO 1.1 CHỮ SỐ CÓ NGHĨA Số chữ số dùng để biểu thị trị số phép đo phải biểu thị mức độ xác trị số Những chữ số cần thiết để biểu diễn trị số tồn độ xác gọi chữ số có nghĩa Ví dụ: số 2888 số 2,888 có chữ số có nghĩa Những số phía trước phía sau, ví dụ số 0,02888 2888000, thường xác định độ lớn số không liên quan đến độ xác tương đối số ; trường hợp hai số 0,02888 2888000 có chữ số có nghĩa Khi ghi nhận trị số phải theo số nguyên tắc chung chữ số có nghĩa sau: a - Chữ số cuối thường có sai số 3 lớn chữ số cuối chữ số đáng nghi ngờ b - Cách làm tròn số: - Tăng chữ số cuối lại lên chữ số bỏ bắt đầu số lớn số số sau khơng số Ví dụ: 1,2347 → 1,235 ; 8,27501 → 8,28 - Giữ nguyên chữ số cuối không đổi chữ số bỏ bắt đầu số nhỏ Ví dụ: 2,5643 → 2,56 - Nếu chữ số bỏ bắt đầu số sau khơng có chữ số trừ số tăng chữ số cuối lên số lẻ, giữ khơng đổi số chẵn Ví dụ: 7,215 → 7,22 ; 4,425 → 4,42 c - Khi thực phép cộng hay trừ, độ xác kết khơng lớn độ xác thấp số hạng Nghĩa số chữ số thập phân kết phải số thập phân số hạng có chữ số thập phân 12,7 + 4,25 + 12,007 = 29,227 → 29,2 d - Khi thực phép nhân phép chia, độ xác tuơng đối kết khơng lớn so với số có độ xác tương đối thấp Nghĩa số chữ số có nghĩa kết phải số chữ số có nghĩa thừa số có chữ số có nghĩa 2,5 3,47 = 8,675 → 8,7 1.2 CÁCH GHI KẾT QUẢ PHÉP ĐO Độ tin cậy kết thể cách ghi chúng: Ví dụ, - nhiệt độ có độ xác 0,10C Nếu kết đo nhiệt độ dung dịch ghi 16,510C sai nhiệt kế phải có độ xác 0,010C ; - Khi cân vật A cân phân tích (có độ xác 0,2mg) ghi kết 12,432 g sai cân phân tích có độ xác mg Do phải ghi 12,4320 g ; - Phép đo áp suất có sai số  0,5 mmHg vơ lí ghi giá trị áp suất tới 0,001 mmHg 1.3 PHÂN LOẠI SAI SỐ PHÉP ĐO Bất kỳ kết đo, dù máy hay người phạm sai số nhiều Có nhiều ngun nhân gây sai số : đối tượng nghiên cứu, phương pháp, độ xác máy, người làm thí nghiệm… khơng hồn thiện yếu tố đưa đến sai số gọi sai số hệ thống Giá trị sai số hệ thống không thay đổi phép đo lặp lặp lại Thực nghiệm cho thấy nhiều phép đo lặp lặp lại đại lượng thường cho kết khác không ổn định dụng cụ, dao động nhiệt độ, áp suất khí quyển,… kết có xuất sai số ngẫu nhiên dao động dãy thí nghiệm Việc phân loại sai số hệ thống sai số ngẫu nhiên mang tính chất tương đối Việc xác định sai số hệ thống sai số ngẫu nhiên không đề cập đến tài liệu 46THDC Trong thực nghiệm hố học đại cương, muốn đánh giá xác phép đo, thường dùng khái niệm sai số tuyệt đối, sai số tương đối, sai số trung bình… - Sai số tuyệt đối   đo đại lượng A hiệu số số đo (gần đúng) a số trị thực A   = a-A - Sai số tương đối tỉ số sai số tuyệt trị số thực nghĩa a sai số tương đối  Trong thực tế đo A  Sai số tương đối biểu diễn % Sai số tương đối cho A phép dễ dàng đánh giá độ xác phép đo Ví dụ, với nhiệt kế có độ xác tới 0,50, đo khoảng nhiệt độ là 10 sai số tương đối 0,5 : = 0,5 Trong trường hợp thứ nhất, phép đo khả quan sai số tương đối 1% Còn trường hợp thứ hai sai số tương đối 50% phải dùng nhiệt kế khác có độ xác lớn để đo - Sai số trung bình Trong làm thí nghiệm để có kết xác thường đo lặp lại nhiều lần Các trị số thu dao động quanh trị số thực Sau đo nhiều lần, trị số thực thu trung bình cộng lần đo: a1 + a2 + + a n n a= Sau tìm sai số lần đo a:  = a1 - a;  = a2 - a ;  n = an - a; Nếu số lần đo vơ hạn  = 1 + 2 + n = 0, đo lần (3-5 lần) nên  ≠0 sai số trung bình :  = Sau  n  , viết giá trị số đo a   Ví dụ : Đo lần tỉ khối dung dịch axit H2SO4 ta 1,3325 ; 1,3322 ; 1,3327 ; 1,3330 ; 1,3331 Lập bảng 1.1 Bảng 1.1 STT Trị số lần đo a Sai số với trị số trung bình  1,3325 1,3322 1,3327 1,3330 1,3331 -0,0002 -0,0005 -0,0000 +0,0003 +0,0004 Trung bình cộng: 1,3327 Sai số trung bình  n  0,0003 Sai số tương đối là: 0,0003 = 0,00022nghĩa 0,02% 1,3327 Vậy tỉ khối dung dịch axit H2SO4 : 1,3327  0,0003 47THDC CÁCH LẬP BẢNG VÀ XÂY DỰNG ĐỒ THỊ Những số liệu thu từ thực nghiệm hay từ phép tính cần phải trình bày thành bảng số, đồ thị hay phương trình thuận lợi cho phân tích làm xuất tính chất quy luật đại lượng nghiên cứu 2.1 LẬP BẢNG SỐ Mỗi q trình đo có hai đại lượng biến đổi, số đại lượng số độc lập (biến số x), đại lượng số phụ thuộc (hàm số y, z…), chọn đại lượng nào làm số độc lập tuỳ thí nghiệm Chia bảng thành cột Trên cột ghi rõ tên đơn vị đại lượng ghi cột này, biến số hàm số ghi hàng tương ứng theo tự tăng hay giảm dần Những số ghi cột để dấu phẩy phân biệt số chẵn , lẻ phải vạch thẳng đứng Trong bảng số chứa số lẻ có ý nghĩa (khơng lớn khơng nhỏ độ xác làm thí nghiệm cho phép) 2.2 VẼ ĐỒ THỊ Phương pháp đồ thị áp dụng nhiều thực hành hoá học đài cương Ví dụ nghiên cứu mối tương quan : áp suất bão hồ - nhiệt độ; nồng độ - thời gian…thì nên đưa kết lên đồ thị hệ toạ độ Descartes (Đecac) Nhìn vào đồ thị vẽ cách thấy xuất rõ ràng tính qui luật đại lượng nghiên cứu Nhờ đồ thị biết giá trị hàm số biến số thời điểm không trực tiếp khảo sát cách lấy điểm đối chiếu xuống trục Nếu giá trị biến số nằm khoảng khảo sát gọi phương pháp nội suy Ngược lại ngồi khoảng khảo sát gọi phương pháp ngoại suy Trong phương pháp ngoại suy phép thực tương Quan hàm số biến số giữ nguyên đặc tính vùng ngoại suy vùng khảo sát Để vẽ đồ thị cần lưu ý: - Đồ thị dựng giấy kẻ li Cần cố gắng sử dụng tối đa diện tích đồ thị Giao điểm trục tung trục hồnh khơng thiết phải có hồnh độ x = tung độ y = mà có toạ độ Tỉ lệ hai trục khác cố gắng cho dáng đồ thị gần với hình vng - Cần đưa lên trục thang độ đặn ứng với số có nghĩa làm tròn ; ; ; 4… Khi gặp số nhiều số lẻ nên nhân với 10n để thành số gọn (ví dụ 0,002 = 2.10-3 ) ghi trục toạ độ Bản thân số 1,2,3 lớn nhỏ.Ví dụ 1cm ứng với 5.102; 2.10-3 Không đưa lên trục toạ độ giá trị thực nghiệm đo đại lượng x y Điều sai lầm nghiêm trọn gây khó khăn cho phép nội suy ngoại suy Hình vẽ 2.1 cho thấy đồ thị dựng sai biểu diễn phụ thuộc lgP (logarit áp suất bão hoà P) theo nhiệt độ 48THDC - Khi vẽ đồ thị phải vào trị số ghi bảng số Nhưng trị số thực nghiệm đo được, có sai số Vì vẽ đồ thị điểm thu khơng hồn tồn nằm đường biểu diễn mà chênh lệch nhiều khỏi đường biểu diễn Phải loại bỏ điểm làm thí nghiệm lại để đo lại trị số Nếu đồ thị đường thẳng cần kẻ đường cho qua nhiều điểm thực nghiệm nhất, số điểm gần bên trái, số điểm khác gần bên phải đường, loại bỏ điểm lệch xa 2.3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN DỰA TRÊN ĐỒ THỊ Xử lý số liệu thực nghiệm nhiều phải dùng phương pháp đồ thị Nhờ phương pháp kiểm chứng phương trình, tính số nhứng phương trình Phương pháp đơn giản hay dùng đưa phương trình dạng tuyến tính kiểm chứng tính đường thẳng đồ thị Ví dụ: Xác định số tốc độ phản ứng giả bậc phương pháp đồ thị: k= Ở đây: a 2,303 lg a− x t (1) a : nồng độ ban đầu chất (mol/L) ; x : nồng độ chất tham gia phản ứng (mol/L) ; a-x : nồng độ chất lại thời điểm t Từ (1) suy : lg (a-x) = −k t + lg a 2,303 (2) Phương trình (2) có dạng y = ax + b : y = lg (a-x) ; x = t ; a = -k/2,303 ; b = lga Dựng đồ thị lg (a-x) = f(t) tức ghi giá trị lg (a-x) trục tung giá trị tương ứng thời gian (t) trục hoành, đồ thị thu đường thẳng có độ dốc hay hệ số góc tg = −k , 2,303 giao điểm đường thẳng với trục tung cho giá trị tung đọ b = lga Vậy phương pháp đồ thị cho phép xác định k dù biết hay a Cần ý việc xác định tung độ gốc b trực tiếp đồ thị làm đượcnếu chọn gốc toạ độ y = ; x = Trong trường hợp khác, việc tính b tiến hành sau: chọn đồ thị hai điểm (x1,y1) (x2,y2) khoảng cách xa giải hệ phương trình : y1 = ax1 + b y2 = ax2 + b Từ đó: b= y1 x1 − y x x1 − x a = y2 − y2 x1 − x (3) Muốn tìm hệ số góc  áp dụng công thức Phương pháp ngoại suy thường không cho kết cố định mà tuỳ thuộc vào cách dựng đồ thị Nếu cần xác áp dụng phương pháp bình phương tối thiểu 49THDC XỬ LÝ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM THEO PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG TỐI THIỂU Theo phương pháp xác định giá trị a, b phương trình đường thẳng mà không cần đồ thị Nội dung phương pháp sau: tiến hành n lần thí nghiệm đo giá trị thực nghiệm y1, y2,… y3 thông với điểm x1, x2,… x3 khảo sát Phương trình tổng quát có dạng: y = ax + b (4) Thay cặp giá trị (x,y) vào (4) : y1 = ax1 + b y2 = ax2 + b ………… yn = axn + b n n i =1 i =1  y i = a  x i + nb Viết (4) thành dạng : xy = ax2 + bx Thay cặp giá trị (x,y) vào (5) ta được: (5) x1 y1 = ax12 + bx1 x y = ax22 + bx1 x3 y = ax23 + bx3 xn yn = axn2 + bxn n n n i =1 i =1 i =1  x i y i = a  x i2 + b x i Có hệ phương trình: n a xi + nb = i=1 n y i i =1 (6) n n n i =1 i =1 i =1 a  x2i + b  xi =  xi yi Giải hệ phương trình (6) theo định thức được: n a= b= a =  b =  Có thể viết gọn: 50THDC n n n x i y i −  y i  x i i= i=1 i=   n x −  x i   i=  i= n i n n n n i =1 i =1 i=1 n  x2i  yi −  xi  xi yi i =1   n x2i −  x i   i =1  i= n n a= n  xi yi −  yi  xi   n xi2 −  xi    (7)  x  y − x  x y i b= i i   n  x i2 −   x i    i i (8) Ví dụ: Giả sử qua thực nghiệm có bảng sau: Bảng 3.1 Số thí nghiệm x = 1/T.10-3 3,096 3,145 3,195 3,246 3,300 y = lg K 0,706 0,229 -0,268 -0,576 -0,960 Phương trình đồ thị có dạng y = ax + b đó: x = 1/T y = lgK Để tính giá trị a, b, áp dụng phương pháp bình phương tối thiểu : lập bảng Bảng 3.2 STT 1/T.10-3 (xi) (1/T)2.10-6 (x 2i ) lgK (yi) 1/T.10-3 lgK (xiyi) 3,096 9,585 0,706 2,186 3,145 9,891 0,229 0,720 3,195 10,208 -0,268 -0,856 3,246 10,536 -0,576 -1,840 3,300 10,890 -0,960 -3,168 n x x y x y 15,98 10-3 51,11 10-6 -0,86 Bảng 3.3 i i Áp dụng phương trình (7) (8) ta có : a = - 8074 b = 25,64 51THDC i i i -2,96 10-3 MỘT SỐ BẢNG TRA CỨU Bảng 4.1 Áp suất nước bão hoà PH 2O (mmHg pascal) nhiệt độ từ 100C - 1000C t0C PH 2O (mmHg) PH 2O (Pa) t0C PH 2O (mmHg) PH 2O (Pa) t0C PH 2O (mmHg) PH 2O (Pa) 10 9,21 1227,90 22 19,83 2643,78 50 92,52 12334,99 11 9,84 1311,90 23 21,07 2809,10 55 118,00 15732,04 12 10,52 1402,55 24 22,38 2983,76 60 149,40 19918,36 13 11,23 1497,21 25 23,76 3167,74 65 187,50 24997,94 14 11,99 1598,54 26 25,21 3361,06 70 233,70 31157,44 15 12,79 1705,20 27 26,74 3565,04 75 289,10 38543,50 16 13,63 1817,19 28 28,35 3779,69 80 355,10 47342,77 17 14,53 1937,17 29 30,04 4005,00 85 433,60 57808,58 18 15,48 2063,83 30 31,82 4242,32 90 525,76 70095,57 19 16,48 2197,15 35 42,18 5623,54 95 633,90 84513,05 20 17,54 2338,47 40 55,32 7375,40 100 760,00 101325,00 21 18,65 2486,46 45 71,88 9583,21 Bảng 4.2 Khối lượng riêng dung dịch NaCl 200C (g/cm3) Nồng độ % Nồng độ % Nồng độ % d d 1,005 10 1,071 19 1,013 11 1,078 20 1,020 12 1,086 21 1,027 13 1,093 22 1,034 14 1,101 23 1,041 15 1,109 24 1,049 16 1,116 25 1,056 17 1,124 26 1,063 18 1,132 27 d 1,140 1,148 1,156 1,164 1,172 1,180 1,189 1,197 1,200 Bảng 4.3 Khối lượng riêng dung dịch CaCl2, SrCl2, Na2SO4 200C Muối CaCl2 Nồng độ % 10 20 30 40 1,007 1,014 1,031 1,048 1,065 1,083 1,177 1,281 1,395 1,015 1,031 1,048 1,065 1,083 1,179 1,290 1,419 1,016 1,034 1,053 1,072 1,091 SrCl2 Na2SO4 52THDC 1,007 Bảng 4.4 Khối lượng riêng số dung dịch axit 180C (g/cm3) H2SO4 HNO3 HCl CH3COOH Nồng độ % 1,027 1,022 1,019 1,0052 1,055 1,044 1,039 1,0113 12 1,083 1,068 1,059 1,0171 16 1,112 1,093 1,079 1,0228 20 1,143 1,119 1,100 1,0284 24 1,174 1,145 1,121 1,0337 28 1,205 1,171 1,142 1,0338 32 1,233 1,198 1,163 1,0436 36 1,273 1,225 1,183 1,0481 40 1,307 1,251 1,0523 44 1,342 1,277 1,0562 48 1,380 1,303 1,0598 52 1,419 1,328 1,0631 56 1,460 1,351 1,0660 60 1,503 1,373 1,0685 64 1,547 1,394 1,0707 68 1,594 1,412 1,0725 72 1,640 1,429 1,0740 76 1,687 1,445 1,0747 80 1,732 1,460 1,0748 84 1,776 1,474 1,0742 88 1,808 1,486 1,0726 92 1,830 1,496 1,0696 96 1,840 1,504 1,0644 Bảng 4.5 Khối lượng riêng số dung dịch kiềm 18 C (g/cm3) Nồng độ % KOH NaOH NH3 Nồng độ % KOH NaOH NH3 1,033 1,046 0,983 34 1,334 1,374 0,889 1,048 1,069 0,973 36 1,358 1,395 0,884 1,065 1,082 0,967 38 1,384 1,416 - 10 1,082 1,115 0,960 40 1,411 1,437 - 12 1,100 1,137 0,958 42 1,437 1,458 - 14 1,118 1,159 0,946 44 1,460 1,478 - 16 1,137 1,181 0,939 46 1,485 1,499 - 18 1,156 1,203 0,932 48 1,511 1,519 - 20 1,176 1,225 0,926 50 1,538 1,540 - 22 1,196 1,247 0,919 52 1,564 1,560 - 24 1,217 1,268 0,913 54 1,590 1,580 - 26 1,240 1,289 0,908 56 1,616 1,601 - 28 1,263 1,310 0,903 58 - 1,622 - 30 1,286 1,332 0,898 60 - 1,643 - 32 1,310 1,352 0,893 53THDC - Bảng 4.6 Tính chất số chất thị màu Chất thị màu Nồng độ % Dung môi Hoà tan Khoảng PH chuyển màu Sự biến màu Metyl da cam 0,1 Nước 3,1 - 4,4 đỏ - vàng Metyl đỏ 0,1 Rượu 60% 4,2 - 6,4 đỏ - vàng Phenol đỏ 0,1 Rượu 20% 6,8 - 7,4 vàng - đỏ Phenolphtalein 0,1 - 10 Rượu 60% 8,3 - 10 không màu - đỏ Alizarin vàng 0,1 Nước 10,0 - 12,0 vàng - đỏ thắm Bromcrezol xanh 0,1 Rượu 60% 3,8 - 5,4 vàng - xanh Công gô đỏ 0,1 Rượu 50% 3,0 - 5,0 xanh - hồng Thimol xanh 0,1 Rượu 20% 1,2 - 2,8 đỏ - vàng Bảng 4.7 Nhiệt độ hồ tan tích phân số axit nước 250C, (kJ/mol) N0 m, mol/kg H2O HCl H2SO4 N0 m, mol/kg H2O HCl H2SO4 18,50 56,85 48,99 12 0,740 73,65 73,68 13,88 61,20 54,06 13 0,550 73,85 73,97 11,10 64,05 58,03 14 0,278 74,20 74,94 9,25 65,89 60,75 15 0,111 74,52 76,73 6,94 68,23 64,60 16 0,0793 74,61 77,57 5,55 69,49 67,03 17 0,0555 74,68 78,58 3,70 70,99 70,17 18 0,0278 74,82 80,88 2,78 71,78 71,50 19 0,0111 74,93 84,43 1,85 72,59 72,68 20 0,0056 75,04 87,07 10 1,39 73,02 73,09 21 0,0028 75,08 89,62 11 1,11 73,28 73,35 22 1/ 96,19 Bảng 4.8 Nhiệt hoà tan tích phân số muối nước 250C, (kJ/mol) N0 m, mol/kg H2O KNO3 KCl NH4Cl 34,93 17,23 14,73 1/ 0,01 35,03 17,39 14,85 0,02 35,02 17,44 14,94 0,05 34,94 17,51 15,02 0,1 34,77 17,55 15,10 0,2 17,57 15,19 0,3 17,55 15,23 0,4 17,50 15,27 0,5 17,43 15,27 10 1,0 17,28 15,31 11 12 13 14 15 16 17 54THDC 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 Bão hoà 16,72 16,17 15,75 15,75 15,45 15,27 15,23 15,19 15,15 15,10 15,02 15,02 Bảng 4.9 Entanpi sinh tiêu chuẩn H0298 (kJ.mol) số chất Chất Chất H0298 H0298 CH4 (k) -74,87 NH3 (k) -46,19 CO (k) -110,551 KCl (tt) -436,79 CO2 (k) -393,608 KNO3 (tt) -493,20 2+ 66,96 KOH (tt) -425,80 -770,90 MgCl2 (tt) -641,77 Fe (t) -46,37 MgO (tt) -601,38 FeCl3 (tt) -399,50 NH +4 (t) -132,27 HCl (k) -92,13 NH4Cl (tt) -314,29 HCl ( dd) -166,81 Na (k) 108,30 H2O (l) -285,90 + Na (t) 606,10 H2O (k) -241,88 NaCl (tt) 411,21 H2S (k) -20,90 Na2B4O7 (tt) -3276,70 Al (k) 326,30 H2O2 (l) -187,60 Al3+ (t) -530,00 H2O2 (k) 135,88 AlCl3 (tt) -704,30 OH- (k) -228,64 CaO (tt) -635,24 SO2 (k) -296,97 Ca(OH)2 (tt) -986,48 SO3 (k) -395,94 CaSiO3 (tt) -1635,34 SO42− (dd) -911,20 Cu (t) CuSO4 (tt) 3+ Bảng 4.10 Tích số tan số hợp chất tan nước 298 K Hợp chất AgCl AgBr Agl BaCO3 BaSO4 BaCrO4 CaSO4 CaCO3 Ca(OH)2 CdS CuS 55THDC T 1,78.10-10 5,30.10-13 8,30.10-17 5,10.10-9 1,10.10-10 1,20.10-10 2,50.10-5 4,80.10-9 5,50.10-6 7,90.10-27 6,30.10-36 Hợp chất Cu(OH)2 FeCO3 Fe(OH)3 PbCl2 Pb(OH)2 PbSO4 MgCO3 Mg(OH)2 SrCO3 T 5,00.10-20 3,50.10-11 3,20.10-38 1,60.10-5 3,20.10-20 1,60.10-8 1,00.10-5 6,00.10-10 1,10.10-10 Bảng 4.11 Độ hoà tan số muối 100g dung dịch (tính với muối khan) tC % muối khan Tướng rắn t0C KCl % muối khan K2Cr2O7 22,2 4,4 10 30 23,8 27,2 10 20 7,5 11,1 40 28,7 30 15,4 50 60 30,1 31,3 40 50 20,6 25,9 70 32,6 60 31,2 80 90 33,8 34,9 70 80 36,2 41,1 100 36,0 100 51,5 KCl KNO3 K2Cr2O7 KClO3 11,6 3,2 10 17,7 10 4,8 20 40 24,1 39,1 20 40 6,8 12,7 60 52,5 60 20,6 80 90 62,8 67,1 80 100 28,4 36,0 100 71,1 KNO3 K2SO4 KClO3 KMnO4 6,9 2,8 10 8,5 10 4,0 20 30 10,0 11,5 20 30 6,0 8,3 40 13,1 40 11,2 50 60 14,2 15,4 50 65 14,4 20,0 70 16,6 80 17,6 90 100 18,6 19,4 K2SO4 NH4Cl KMnO4 Na2B4O7 10 23,0 25,1 10 1,18 1,76 20 27,1 20 2,58 30 29,3 30 3,85 56THDC Tướng rắn NH4Cl Na2B4O7.10H2O t0C % muối khan 40 50 Tướng rắn t0C % muối khan Tướng rắn 31,5 33,5 40 50 6,00 9,55 Na2B4O7.5H2O 60 35,6 60,8 16,65 70 80 37,6 39,6 70 80 19,49 23,38 100 43,6 90 100 28,37 34,63 NaSO4 CaCl2 4,5 37,5 10 15 8,2 11,7 10 20 39,4 42,7 20 16,1 40 53,5 25 30 21,9 28,8 60 80 57,8 59,5 32,38 40 33,2 32,5 90 100 60,4 61,4 50 70 31,9 30,5 90 30,0 12,9 100 29,9 16,4 15 25 16,2 18,7 10 23,4 31 20,3 16 30,9 40 22,8 24 34,1 50 25,1 60 28,1 70 80 31,4 34,9 90 38,5 100 42,4 NaSO4.10H2O Na2SO4 Na2SO4.7H2O (tướng không bền) NaCl 26,21 25 26,54 40 60 26,81 27,14 80 27,65 100 28,38 NaCl 30,2 31,0 20 34,9 40 60 39,4 48,4 80 49,0 57THDC CaCl2.2H2O CuSO4 CoCl2 10 CaCl2.6H2O CuSO4.5H2O NH4NO3 CoCl2.6H2O CoCl2.2H2O 20 54,2 63,9 30 70,8 40 50 74,8 78,0 60 80,2 NH4NO3 t0C % muối khan 100 Tướng rắn t0C % muối khan 50,7 70 83,7 BaCl2 80 90 85,9 88,1 24,0 100 91,0 10 25,0 20 30 26,3 27,7 40 BaCl2.2H2O Tướng rắn FeSO4 15,5 28,9 10 17,0 50 30,4 20 21,0 60 31,3 30 24,9 80 100 34,4 37,0 40 50,2 28,7 32,7 60 35,5 FeSO4.4H2O SrCl2 80 30,4 FeSO4.H2O 30,3 90 27,5 10 20 32,3 34,6 30 37,0 40 50 MgCl2 SrCl2.6H2O 34,4 39,5 42,0 10 20 34,8 35,8 60 45,0 40 36,5 80 100 47,5 50,2 60 80 37,9 39,7 100 42,2 Na2CO3 6,6 20 40 17,8 33,2 Na2CO3.10H2O 60 88,4 31,7 31,1 Na2CO3.H2O 58THDC FeSO4.7H2O MgCl2.6 H2O ... điểm/bài, điểm trừ trực tiếp vào điểm thi thực hành cuối kì - Điểm Tín = Điểm thi thực hành đại cương Nguyên lí (30% - lấy điểm kì) + Điểm thi thực hành Hóa vơ (60% - lấy điểm cuối kì) - Chuyển... cụ máy móc Thực nguyên tắc: chưa nắm vững lý thuyết chưa thực hành Cần bám sát yêu cầu thí nghiệm, thực hành nghiêm túc ghi chép số liệu, cân đo…và hoàn thành tường trình buổi thực hành Các báo...2THDC CÁC BÀI THỰC HÀNH HOÁ ĐẠI CƯƠNG (Năm học: 2021-2022) K70 STT Tên Bài 1: Một số dụng cụ thí nghiệm thao tác thực hành Bài 2: Xác định khối lượng phân tử khí