BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA LÝ KỸ THUẬT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA: KHOA HỌC ỨNG DỤNG NGÀNH: KỸ THUẬT HĨA HỌC BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ KỸ THUẬT GVHD: T.S PHAN VŨ HỒNG GIANG Sinh viên thực hiện: Tơ Hồng Thùy Dung 61900727 Nguyễn Thị Phương Thảo 61900780 Huỳnh Thị Triều Tiên 61900276 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ Bài 6: THỦY PHÂN ESTER BẰNG KIỀM Ngày thí nghiệm: 7/4/2022 I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 1.KẾT QUẢ THƠ - Thể tích hỗn hợp lấy để chuẩn độ: Vhh = 25mL - Thể tích NaOH ban đầu có hỗn hợp lấy để chuẩn độ: Vo = 150 mL - Thể tích HCl cho vào hỗn hợp : VHCl = 12.5 mL Thể tích NaOH dùng chuẩn độ HCl dư: VNaOH cđ (mL ) Thời điểm (phút) 10 20 30 40 50 ∞ Điểu kiện T1 = 30oC 2.2 3.0 3.8 4.1 4.5 4.9 6.5 phản ứng T2 = 40oC 1.7 2.3 3.2 3.7 4.0 4.5 5.8 2.KẾT QUẢ TÍNH • Cơng thức tính Vt NaOH : VtNaOH = VHCl – VNaOH chuẩn độ = 12.5 – VNaOH chuẩn độ • Xác định số C1: C1 = 𝐶đ𝑑 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 0.01 = 0.0004 M = 𝑉ℎℎ 25 • 𝑉∞= 12.5 – 3.0 = 9.5 mL • Tính số tốc độ kT1 thời điểm t = 10 phút: 2500 • VtNaOH (30°C ) = VHCl – VNaOH chuẩn độ = 12.5 – 3.0 = 9.5 mL kT1 = ln (𝑉0− 𝑉∞ ∗ 𝑉𝑡 )= ln(150−6.5 ∗ ) = 42.63 ( ) 9.5 𝑡∗ 𝐶1 ∗ 𝑉 ∞ 𝑉0 𝑉𝑡 − 𝑉∞ 10 ∗ 0.0004 ∗ 6.5 150 𝑙 9.5−6.5 𝑝ℎ ú𝑡 𝑚 𝑜𝑙 Kết tính kT Phản ứng nhiệt độ phịng: T1 = 30℃ Thời điểm (phút) 10 20 30 40 50 VNaOH cđ (mL) 2.2 3.0 3.8 4.1 4.5 4.9 VtNaOH (mL) 10.3 9.5 8.7 8.4 7.6 73.3 42.6 25.6 18.5 15.7 14.5 kT1 Đơn vị: l/phút.mol Phản ứng nhiệt độ: T2 = 40oC Thời điểm (phút) 10 20 30 40 50 VNaOH cđ (mL) 1.7 2.3 3.2 3.7 4.0 4.5 VtNaOH (mL) 10.8 10.2 9.3 8.8 8.5 63.0 34.5 20.2 14.9 11.9 10.8 kT2 Đơn vị: l/phút.mol Tính kT1 kT2 trung bình : ̅ 𝐾̅̅ = 𝑇1 ∑ 𝐾𝑇1 = 73.3+42.6+25.6+18.5+15.7+ 14.5 = 31.7 (l/phút.mol) ̅ 𝐾̅̅ = ∑ 𝐾𝑇2 = 𝑇2 6 63.0+34.5+20.2+14.9+11.9+10.8 = 25.9 ( l/phút.mol) Tính kT1 kT2 theo phương pháp bình phương cực tiểu : - Đưa phương trình tính k dạng y = Ax + B : - Với: ● Thời gian (t) x ● y 𝑉𝑡 𝑉𝑡 − 𝑉∞ ● A = K T1 ∗ 𝐶1 ∗ 𝑉∞ ● B = 𝑉0− 𝑉∞ 𝑉0 Tính kT1 : x 10 20 30 40 50 y 1.0 1.2 1.4 1.5 1.7 1.9 Từ ta có phương trình: y = 0.0186x + 0.9701 A = K T1 ∗ 𝐶1 ∗ 𝑉∞ 🡪 0.0186 = Kt1 * 0.0004 * 6.5 🡪 KT1 = 7.15 mol -1.l.phut-1 Tính kT2 : x 10 20 30 40 50 y 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 Từ ta có phương trình: y = 0.0107x + 0.774 A = K T2 ∗ 𝐶1 ∗ 𝑉∞ 🡪 0.0107 = KT2 * 0.0004 * 5.8 🡪 KT2 = 4.61 mol -1.l.phut-1 Tính lượng hoạt hố phản ứng (dựa vào kt1 kt2 tính theo phương pháp bình phương cực tiểu) • T1 = 30 + 273 = 303 K • T2 = 40 + 273= 313K • KT1 = 7.15 mol -1.l.phut-1 • KT2 = 4.61 mol -1.l.phut-1 • R = 8.314 J.mol-1.K-1 𝟏 ln𝑲𝑻 − ) = 𝟐 (𝟏 −𝟏 ) = 𝒍𝒏 𝟒.𝟔𝟏 𝑬𝒂 = − 𝑬𝒂 ( 𝟏 𝑲𝑻𝟏 𝑹 𝑻𝟐 𝑻𝟏 𝟖.𝟑𝟏𝟒 𝟑𝟏𝟑 𝟑𝟎𝟑 🡪 𝐸𝑎 = 34605.66738 𝐽 ≈ 34606J = 34.606 KJ II.TRẢ LỜI CÂU HỎI Năng lượng hoạt hố gì? Tại tốc độ phản ứng lại thay đổi theo nhiệt độ? Năng lượng hoạt hóa lượng tối thiểu cần cung cấp cho tiểu phân để chúng trở nên hoạt động (tức có khả phản ứng) Tốc độ phản ứng thay đổi theo nhiệt độ nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ chuyển động phân tử Nhiệt độ tăng tốc độ chuyển động phân tử tăng làm cho phân tử va chạm vào nhiều hơn, nên từ tốc độ phản ứng nhanh ngược lại nhiệt độ giảm Tại cho NaOH vào ester phải đậy kín lắc đều? Tại thuỷ phân ester để lấy kiện t = ∞ phải đun đến 70oC? Lắp ống sinh hàn hồn lưu để làm gì? 𝟕.𝟏𝟓 Khi cho NaOH vào ester lắc để phản ứng xảy điểm dung dịch phản ứng xảy nhanh phản ứng sinh C2H5OH dễ bay nên cần phải đậy kín Khi thủy phân ester để lấy kiện t = ∞ phải đun đến 70oC nhiệt độ phản ứng thủy phân xảy hoàn tồn Vì phản ứng có chất dễ bay trình đun nên cần lắp ống sinh hàn hoàn lưu để gặp nhiệt độ thấp ngưng tụ hồn lưu trở về, khơng bị thất Giải thích thời điểm lấy mẫu phải cho 25mL hỗn hợp phản ứng vào dung dịch HCl? Sau phải chuẩn độ NaOH, để lâu để chuẩn độ có khơng? Tại sao? Vì phương pháp chuẩn độ ngược, ta cho 25ml hỗn hợp phản ứng vào HCl để HCl phản ứng với lượng NaOH dư, sau HCl dư chuẩn độ NaOH Sau khơng cần phải chuẩn độ NaOH lượng NaOH dư hỗn hợp phản ứng phản ứng với HCl NaOH hết nên phản ứng thủy phân dung dịch không tiếp tục xảy Dd ban đầu Dung dịch pha loãng NaCl 0,02N C (đlg/l) 0,0005 0,001 0,002 0,005 0,01 0,02 √𝐶 0,0224 0,0316 0,0447 0,0707 0,1 0,1414 𝜒 (S/cm) 0,0000924 0,000183 0,000355 0,000783 0,001455 0,00286 𝜆 (S.𝑐𝑚2 đ𝑙𝑔−1) 184,8 182,5 177,5 156,6 145,5 143 VẼ CÁC ĐỒ THỊ ( 𝝀 − √𝑪) CHO DUNG DỊCH NaCl VÀ NGOẠI SUY y = -9.74x + 199.07 R² = 0.9278 Suy 𝜆𝑁𝑎𝐶𝑙 = 192,01 (S.𝑐𝑚2 đ𝑙𝑔−1) Dd ban đầu Dung dịch pha loãng CH3COONa 0,02N C (đlg/l) 0,0005 0,001 0,002 0,005 0,01 0,02 √𝐶 0,0224 0,0316 0,0447 0,0707 0,1 0,1414 𝜒 (S/cm) 0,0000573 0,000117 0,000225 0,000545 0,001051 0,00207 𝜆 ( S.𝑐𝑚2 đ𝑙𝑔−1)) 114,6 116,6 112,5 109 105,1 103,5 VẼ CÁC ĐỒ THỊ ( 𝝀 − √𝑪) CHO DUNG DỊCH CH3COONa VÀ NGOẠI SUY Suy 𝜆𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎 = 117,78 (S.𝑐𝑚2 đ𝑙𝑔−1) ● Tính 𝝀𝑪𝑯𝟑𝑪𝑶𝑶𝑯 𝜆𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 = 𝜆𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎 - 𝜆𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝜆𝐻𝐶𝑙 ∞ ∞ ∞ ∞ = 117,78 – 191,01 + 414,24 = 340,01 (S.𝑐𝑚2 đ𝑙𝑔−1) Dd ban đầu CH3COOH 0,02N Dung dịch pha loãng 0,0005 0,001 0,002 0,005 0,02 0,0 C (đlg/l) 0,0316 0,0447 0,0707 0,0000505 0,0000768 0,000139 50,8 50,5 38,4 27,8 24 22,5 𝛼 0,1494 0,1485 0,1129 0,0818 0,0706 0,0662 Kc 0,0005 0,0005 0,0003 0,0001 0,0001 0,0001 √𝐶 𝜒 (S/cm) 𝜆 (S.𝑐𝑚2 đ𝑙𝑔−1) 0,0224 0,0000254 Tính giá trị trung bình Kc ̅𝐾̅ = 0,0005+0,0005+0,0003+0,0001+0,0001+0,0001 = 0,000267 𝑐 VẼ ĐỒ THỊ ( 𝝀 − √𝑪) CHO DUNG DỊCH CH3COOH 0,1 0,00024 0,1414 0,00045 II TRẢ LỜI CÂU HỎI Phân tích yếu tố gây sai số TN - Sai số dụng cụ thí nghiệm: bình định mức, thiết bị đo, hóa chất phịng thí nghiệm - Sai số việc pha loãng dung dịch sinh viên thực - Sai số thao tác sử dụng dụng cụ đo chưa xác sinh viên Tại hệ thống đo độ dẫn cầu Wheastone phải dùng nguồn điện xoay chiều mà khơng dùng dịng chiều? Dùng dịng xoay chiều cần tránh xảy tượng điện phân làm thay đổi nồng độ dung dịch ảnh hưởng đến kết đo độ dẫn điện Khi dùng dòng điện xoay chiều, bề mặt điện cực tiếp xúc với dung dịch xảy phản ứng điện hóa làm thay đổi điện trở dung dịch cần xác định BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ Bài 8: ĐỘ DẪN DUNG DỊCH Ngày thí nghiệm: 14/4/2022 I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM KẾT QUẢ THƠ Thể tích dung dịch H2SO4 cho vào bình Hittorf: - Ngăn Anod: V a = 75,00 mL - Ngăn Catod: Vc = 75,00 mL Thể tích Trước điện phân dung dịch 𝑉𝐻2𝑆𝑂4 (mL) VNaOH 0,1N chuẩn (mL) Sau điện phân VNaOH 0.1M (mL) 𝑉𝐻2𝑆𝑂4 (mL) Anod Catod độ Lần 10,00 40,50 10,00 44,50 40,00 Lần 10,00 41,00 10,00 43,50 38,50 Lần 10,00 40,80 10,00 40,50 39,20 Khối 1,3508 lượng 1,6196 catod Cu: mcatod g) Nhiệt độ o H2SO4 ( C) 17 oC KẾT QUẢ TÍNH - Tính lượng Cu sinh catod coulomb kế: m = msau – mtrước = 1.6196 – 1.3508 = 0.2688 (g) 30 oC - Tính điện lượng q qua dung dịch: ×2 = 8,40 x 10-3 q = 𝑚×𝑛 = 0,2688 𝐴 64 - Tính đương lượng H2SO4 thay đổi hai ngăn anod catod: Cơng thức tính (nêu rõ đơn vị đại lượng): ∆𝒏𝒂 = |∆𝑪𝒂| x 𝑽𝒂 ∆𝒏𝒄 = |∆𝑪𝒄| x 𝑽𝒄 Trong đó: -Va , Vc thể tích dung dịch H2SO4 ngăn anod catod (mL) −∆𝐶𝑎 , ∆𝐶𝑐 biến thiên nồng độ đương lượng H2SO4 ngăn anod catod (đlg/L) ∆𝑪 = ( ) 𝑽𝒐𝑵𝒂𝑶𝑯 − 𝑽𝑵𝒂𝑶𝑯 × 𝑪𝑵𝒂𝑶𝑯 𝑽𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 : nồng độ đương lượng NaOH (đlg/L) 𝑉𝐻2𝑆𝑂4 : thể tích dung dịch H2SO4 lấy chuẩn độ (mL) VOnaOH , VNaOH : thể tích dung dịch NaOH dùng để chuẩn độ thể thể tích 𝑉𝐻2𝑆𝑂4 dung dịch H2SO4 ban đầu dung dịch H2SO4 sau điện phân (mL) -Tính tốn: ∆𝐶𝑎 = (40,77−42,83)×0,1 10 × 10 = -2,06x10-5 đlg/L = 1,54x10-5 đlg/L ∆𝐶𝑐 = (40,77−39,23)×0,1 10×10 ∆𝑛𝑎 = |∆𝐶𝑎| x Va = |−2,06 × 10−5| x 75 = 1,545x10-3 ∆𝑛𝑐 = |∆𝐶𝑐| x Vc = |1,54 × 10−5| x 75 = 1,155x10-3 Bảng kết quả: Va Vc (mL) (mL) 𝑉 ̅ 𝑉NaOH 0,1N (mL) 𝐻2𝑆𝑂4 (mL) Trước ∆Ca Anod Catod 42,83 39,23 ∆na ∆Cc ∆nc điện 75,00 75,00 10,00 phân 40,77 2,06x105 - Tính số tải ion: a Tính số tải theo ∆na −3 t_ (a) = ∆𝑛𝑎 = 1,545×10 = 0,184 −3 𝑞 8,4 × 10 𝑞 8,4×10 t+ (a) = 1- 𝑡− = 1- 0,184= 0,816 b Tính số tải theo ∆nc t_ = ∆𝑛𝑐 = 1,155×10−3 = 0,1375 (c) t+ (c) = 1- 𝑡− = – 0,1375 = 0,8625 −3 1,545x10-3 1,54x10-5 1,155x10-3 II TRẢ LỜI CÂU HỎI Thời gian điện phân ảnh hưởng đến kết TN Thời gian điện phân ảnh hưởng đến điện lượng qua bình Hittorf xác định việc đo Cu thay đổi điện cực Coloum kế Tại TN ta cân khối lượng catod Coloumb kế mà không cân anod? Trong TN ta cân khối lượng catod Coloumb kế mà khơng cân anod Coloumb kế xảy trình điện phân ● Trên catod: Cu2+ + 2e 🡪 Cu ● Trên anod: Cu – 2e 🡪 Cu2+ Trong q trình oxy hóa, Cu catod nhận e Cu2+ 🡪 Cu, lượng Cu tăng lên, xác định điện lượng qua dung dịch theo định luật Faraday BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ Bài 9: HẤP PHỤ Ngày thí nghiệm: 21/4/2022 KẾT QUẢ THÍ I NGHIỆM 1.KẾT QUẢ THƠ Điều kiện thí nghiệm : Nhiệt độ phịng : Nhiệt độ dung dịch: Tphịng = 30℃ T = 25 oC Bình Dd ban đầu VCHCOOH3(mL) 50 40 30 20 10 10 20 30 40 45 5 5 10 10 20 Lần 18,40 17,20 13,50 10,40 13,30 6,70 6,50 Lần 18,50 17,30 13,50 10,40 13,50 6,60 6,70 Lần 18,40 17,20 13,70 10,40 13,50 6,70 Trung bình 18,43 17,23 13,57 10,40 13,43 6,67 Vnước cất (mL) Thể tích dd chuẩn độ (mL) Thể tích dd NaOH dùng để chuẩn độ (mL) 6,60 2.KẾT QUẢ TÍNH Nồng độ dung dịch CH3COOH ban đầu (𝐶𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 × 𝑉𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 )bd = CNaOH x VNaOH = 0,05 ×18,43 = 0,1843 (mol/l) →𝐶 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻𝑏𝑑 Bình Co (mol/l) 0,1843 0,1474 0,1106 0,0737 0,0369 0,0184 C (mol/l) 0,1723 0,1357 0,1010 0,0672 0,0334 0,0165 X 0,0006 0,000585 0,00048 0,000325 0,000175 0,000095 lgC -0,7637 -0,8674 -0,9956 -1,1726 -1,4763 -1,7825 lg X -3,2218 -3,2328 -3,3188 -3,4881 -3,7570 -4,0223 C/X 287,1667 231,9658 210,4167 206,7692 190,8571 173,6842 Vẽ đồ thị (lgX- lgC) Xác định số phương trình đường biểu diễn đồ thị: Đồ thị (lg - lgC) : y= 0,8254x – 2,5359 ● Phương trình Freundlich : lgX = 1/n lgC + lgK 🡺 lgX = 0,8254lgC – 2,5359 Vậy biểu diễn theo lgX theo lgC, ta đường thẳng có hệ số góc 1/n= 0,8254 tung độ góc lgK = -2,5359 → K = 2,91x10-3 Đồ thị (C/X-C): y= 619,98x + 162,14 ● Phương trình Langmuir : 𝐶= 𝑋 𝐶 𝑋∞ + => 𝐶 = 619,98C+162,14 𝑘𝑋∞ 𝑋 Vậy biểu diễn theo C, ta đường thẳng có hệ số góc = 619,98 tung độ 𝑋∞ góc = 162,14 𝑘𝑋∞ → X= 1,163x10-3 k= 5,30 Tính bề mặt riêng chất hấp phụ: S = 𝑿∞ 𝑵𝟎𝑨𝟎 = 1,163*10-3 6,023.1023.21= 1,47.1022 II LỜI CÂU HỎI Tại cần phải lắc dung dịch CH3COOH chứa than hoạt tính? Cần phải lắc dung dịch CH3COOH chứa than hoạt tính để khuếch tán chất bị hấp thụ từ mơi trường ( lỏng khí) đến bề mặt hạt chất hấp phụ (ở than hoạt tính) Muốn thu hồi lại than hoạt tính hấp phụ CH3COOH ta phải làm cách nào? Phần than lại giấy lọc thu hồi cách rửa lại với nước cất nhiều lần rửa kiềm nhẹ, sau đem sấy khơ hoạt hóa lại Hãy cho biết phạm vi ứng dụng phương trình Langmuir Phương trình dựa giả thiết để tính tốn bề mặt riêng chất hấp phụ? - Phạm vi ứng dụng: trường hợp hấp thụ đơn lớp, tuân theo phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir - Khi thiết lập phương trình hấp phụ, Langmuir đưa giả định sau: ● Bề mặt đồng lượng ● Các chất bị hấp phụ hình thành lớp đơn phân tử ● Sự hấp phụ thuận nghịch, có đạt cân hấp phụ ● Tương tác phân tử bỏ qua Các phân tử chất bị hấp phụ tương tác với bề mặt chất hấp phụ, không tác đến phân tử khác ... dung dịch xảy phản ứng điện hóa làm thay đổi điện trở dung dịch cần xác định BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ Bài 8: ĐỘ DẪN DUNG DỊCH Ngày thí nghiệm: 14/4/2022 I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM KẾT QUẢ THƠ Thể tích... nên phản ứng thủy phân dung dịch không tiếp tục xảy BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA LÝ Bài 7: ĐỘ DẪN DUNG DỊCH Ngày thí nghiệm: 14/4/2022 I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM KẾT QUẢ THƠ