BÁO cáo THÍ NGHIỆM hóa đại CƯƠNG bài 2 NHIỆT PHẢN ỨNG thí nghiệm 1 xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG Giảng viên: Trần Thị Thanh Thúy NHÓM 13 Kiều Trung Tín MSSV: 1910610 Nguyễn Tấn Trình MSSV: 2012294 Dương Trọng Tuấn MSSV: 2012332 TP.HCM, 10/10/2021 ❖❖❖❖❖❖❖ BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG I.KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế Ta có: m = 50 (g); c = 1 (cal/g.độ) => mc = 50 (cal/độ) o Nhiệt độ C t1 t2 t3 moco (cal/độ) moco trung bình (cal/độ) Lần 1 29 65 48 5,88 Lần 2 28 69 50 7,89 6,89 ( 3− 1)−( 2− 3) = mc 0 0 Lần 1: Lần 2: Trong đó: m – khối lượng của 50 ml nước (50g) c – nhiệt dung riêng của nước (1 cal/g.độ) 2 0 − 3 = 5,88 (cal/độ) 0 = 7,89 (cal/độ) Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCl và NaOH Ta có: cNaCl 0,5M = 1 (cal/g.độ); ρNaCl = 1,02 (g/ml) nNaCl = 0,025 (mol) ; VNaOH = 25 (ml) ; VHCl = 25 (ml) o Nhiệt độ C t1 t2 t3 Q (cal) Qtrung bình (cal) ∆H (cal/mol) Lần 1 29 28 34 318,40 Lần 2 28 28 33 289,45 299,10 -11964 ∆H < 0 : Phản ứng tỏa nhiệt =( + ) 1,02 Q = ( m0 c0 + mc )(t3 − Lần 1: t1 + t2 2 ) m = ( VNaOH + VHCl ).1,02 = ( 25 + 25 ).1,02 = 51 (g) Q = ( moco + mc )(t3 – [(t1+t2)/2]) = 318,40 (cal) Lần 3 29 29 34 289,45 Lần 2:m = ( VNaOH + VHCl ).1,02 = ( 25 + 25 ).1,02 = 51 (g) Q = ( moco + mc )(t3 – [(t1+t2)/2]) = 289,45 (cal) Lần 3:m = ( VNaOH + VHCl ).1,02 = ( 25 + 25 ).1,02 = 51 (g) Q = ( moco + mc )(t3 – [(t1+t2)/2]) = 289,45 (cal) Thí nghiệm 3:Xác định nhiệt hòa tan của CuSO4 khan-kiểm tra định luật Hess Ta có: cCuSO4 = 1 (cal/g.độ) ; mnước = 50 (g) o Nhiệt độ C t1 t2 m Q (cal) ∆H (cal/mol) ∆H trung bình (cal/mol) Lần 1 30 35 3,9 303,95 -12469,74 Lần 2 29 36 3,97 426,02 -17169,57 -15562,84 Lân 3 29 36 4 426,23 -17049,20 ∆H trung bình0 Phản ứng thu nhiệt Lân 3 30 27 4,02 -182,73 2431,85 Q =(m c 0 + m 0 TB nuoc + m c nuoc ) = − 4 Lần 1: Q = (moco TB+mnướccnước+mNH4ClcNH4Cl)(t2-t1) = -182,61(cal) ∆H = 2454,68 (cal/mol) Lần 2: Q = (moco TB+mnướccnước+mNH4ClcNH4Cl)(t2-t1) = -243,64(cal) ∆H = 3242,47 (cal/mol) Lần 3: Q = (moco TB+mnướccnước+mNH4ClcNH4Cl) (t2-t1) = -182,73(cal) ∆H = 2431,85 (cal/mol) ) (t − t c NH 4 Cl NH 4Cl 2 1 II.TRẢ LỜI CÂU HỎI 1.∆Htb của phản ứng HCl+NaOH NaCl+H2O sẽ được tính theo số mol HCl hay NaOH khi cho 25 ml dd HCl 2M tác dụng với 25 ml dd NaOH 1M Tại sao? HCl + NaOH NaCl + H2O Ban đầu: 0,05 0,025 (mol) Phản ứng: 0,025 0,025 (mol) 0 (mol) Còn lại: - 0,025 Ta thấy NaOH hết và HCl còn dư, nên ∆Hth của phản ứng tính theo NaOH Vì lượng HCl dư không tham gia phản ứng nên không sinh nhiệt 2 Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 có thay đổi hay không? - Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 vẫn không thay đổi vì HNO3 cũng là một axit mạnh phân li hoàn toàn và tác dụng với NaOH cũng là một phản ứng trung hòa 3 Tính ∆H3 bằng lý thuyết theo định luật Hess So sánh với kết quả thí nghiệm Hãy xem 6 nguyên nhân có thể gây ra sai số trong thí nghiệm này: - Mất nhiệt độ do nhiệt lượng kế - Do nhiệt kế - Do dụng cụ đong thể tích hóa chất - Do cân - Do sunphat đồng bị hút ẩm - Do lấy nhiệt dung riêng sunphat đồng bằng 1 cal/mol.độ Theo em sai số nào là quan trọng nhất, giải thích? Còn nguyên nhân nào khác không? - Theo định luật Hess: ∆H3=∆H1+∆H2=-18.7+2.8=-15,9 (kcal/mol) - Theo thực nghiệm: ∆H3= -15,562 (kcal/mol) • ∆H3 theo lí thuyết và thực nghiệm khác nhau nhưng không lớn - Trong 6 nguyên nhân trên, nguyên nhân quan trọng nhất là do sunfat đồng bị hút ẩm Vì ở điều kiện thường độ ẩm cũng khá cao, CuS chúng ta sử dụng ở dạng khan nên ngay khi tiếp xúc không khí nó sẽ hút ẩm ngay lập tức và tỏa ra một nhiệt lượng đáng kể, đủ để làm lệch đi giá trị t2 chúng ta đo ở mỗi lần thí nghiệm - Theo nhóm em còn hai nguyên nhân khác làm cho kết quả sai khác nhau: • Sự chính xác của cân điện tử, lượng chất mỗi lần chúng ta lấy là khác nhau cũng gây ra sự biến đổi nhiệt đáng kể • Lượng CuS trong phản ứng có thể không tan hết làm mất đi một lượng đáng kể phải được sinh ra trong quá trình hòa tan BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM a) Bậc phản ứng theo Na2S2O3 TN 1 2 3 Nồng độ ban đầu (M), thể tích V (ml) H2SO4 Na2S2O3(0.1M) H2O (0.4M) 4ml 8ml 28ml 8ml 8ml 24ml 16ml 8ml 16ml Δt1 Δt2 Δt3 Δttb 125 70 35 110 65 32 120 60 30 118,33 65,00 32,33 Δt1 Δt2 Δt3 Δttb 50 55 50 55 60 56 55 55 50 53,33 56,67 52,00 Từ ∆ttb của TN1 và TN2 xác định m1 : (△ 1= 1 /△ ) 2 = (118,33/65,00) (2) ≈ 0,864 (2) Từ ∆ttb của TN2 và TN3 xác định m2 : = (△ 2 /△ 3 ) = (65,00/32,33) ≈ 1,007 1 (2) (2) Bậc phản ứng theo Na2S2O3 = ( m1+m2 )/2 = 0,9355 ≈ 1 b) Bậc phản ứng theo H2SO4 TN 1 2 3 Nồng độ ban đầu (M), thể tích V (ml) H2SO4 Na2S2O3(0.1M) H2O (0.4M) 8ml 4ml 28ml 8ml 8ml 24ml 16ml 8ml 16ml Từ ∆ttb của TN1 và TN2 xác định n1 : 1= (2) (△ 1 /△ 2 ) = (53,33/56,67) (2) = -0,088 Từ ∆ttb của TN2 và TN3 xác định n2 : 2= (2) (△ 2 /△ 3 ) = (56,67/52) ≈ 0,1240 (2) Bậc phản ứng theo H2SO4 = (n1+ n2)/2 = 0,018 ≈ 0 II TRẢ LỜI CÂU HỎI 1.Trong TN trên, nồng độ của Na2S2O3 và của H2SO4 đã ảnh hưởng thế nào lên vận tốc phản ứng Viết lại biểu thức vận tốc phản ứng Xác định bậc phản ứng + Nồng độ của Na2S2O3 tỉ lệ thuận với vận tốc phản ứng + Nồng độ của H2SO4 hầu như không ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng + Biểu thức vận tốc phản ứng: v=k [Na2S2O3] 0,9355 [H2SO4] 0,018 + Bậc phản ứng 0,9355+0,018 = 0,9535 2 Cơ chế của phản ứng trên có thể được viết lại như sau: H2SO4 + Na2S2O3 → Na2SO4 + H2S2O3 (1) (2) H2S2O3 → H2SO3 + S ↓ Dựa vào kết quả TN có thể kết luận phản ứng (1) hay (2) là phản ứng quyết định vận tốc phản ứng tức là phản ứng xảy ra chậm nhất không? Tại sao? Lưu ý trong các TN trên, lượng axit H2SO4 luôn luôn dư so với Na2S2O3 + Phản ứng (1) là phản ứng trao đổi ion nên tốc độ phản ứng xảy ra nhanh + Phản ứng (2) xảy ra chậm hơn Phản ứng (2) quyết định tốc độ phản ứng, là phản ứng xảy ra chậm nhất Vì bậc của phản ứng là bậc 1 3 Dựa trên cơ sở của phương pháp TN thì vận tốc xác định được trong các TN trên được xem là vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời? Dựa trên cơ sở của phương pháp TN thì vận tốc xác định được trong các TN trên được xem là vận tốc tức thời vì vận tốc phản ứng được xác định bằng tỉ số ∆C/∆t vì ∆C ≈ 0 (do lưu huỳnh thay đổi không đáng kể nên ∆C ≈ dC) 4 Thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 thì bậc phản ứng có thay đổi không? Tại sao? Bậc phản ứng không thay đổi vì bậc phản ứng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của phản ứng mà không phụ thuộc vào quá trình tiến hành BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH I.KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Xử lý kết quả thí nghiệm 1 Thí nghiệm 1: Xác định đường cong chuẩn dộ HCl bằng NaOH 0 14 12 10 pH 8 6 4 2 0 2 4 pH 6 8 V NaOH -Điểm pH tương đương là 7 - Bước nhảy pH từ 3,36 đến 10,56 10 12 14 2 Thí nghiệm 2: NaOH + HCl + 2 giọt phenol phtalein Lần VHCl 1 10ml 2 10ml 3 10ml • CHCl(tb)= 0,101 • Sai số trung bình = 0,0007 • CHCl=0,1010 0,0007 VNaOH 10 ml 10,1 ml 10,2 ml CNaOH (N) 0,1 0,1 0,1 CHCl (N) 0,1 0,101 0,102 Sai số 0,001 0 0,001 CHCl (N) 0,0990 0,0985 0,0985 Sai số 0,0003 0,0002 0,0002 3 Thí nghiệm 3: NaOH + HCl + 2 giọt Metyl da cam Lần VHCl 1 10ml 2 10ml 3 10ml • CHCl(tb)= 0,0987 • Sai số trung bình = 0,0002 • CHCl=0,0987 0,0002 VNaOH 9,9 ml 9,85 ml 9,85 ml CNaOH (N) 0,1 0,1 0,1 4 Thí nghiệm 4: : NaOH + CH3COOH + 2 giọt phenol phtalein Lần VCH3COOH VNaOH (ml) (ml) 1 10 10 2 10 10,1 3 10 10,2 • CCH3COOH(tb)= 0,101 • Sai số trung bình = 0,0007 • CCH3COOH=0,1010 0,0007 CNaOH (N) CCH3COOH (N) Sai số 0,1 0,1 0,1 0,1 0,101 0,102 0,001 0 0,001 II.TRẢ LỜI CÂU HỎI 1 Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH, đường cong chuẩn độ có thay đổi hay không, tại sao? Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH đường cong chuẩn độ sẽ thay đổi vì khi thay đổi nồng độ thì thể tích thay đổi Đồ thị sẽ mở rộng ra hoặc thu hẹp lại Tuy nhiên điểm tương đương của hệ không thay đổi 2 Việc xác định nồng độ axit HCl trong các thí nghiệm 2 và 3 cho kết quả nào chính xác hơn, tại sao? Việc xác định nồng độ axit HCL trong các TN 2 vs 3 thì thí nghiệm 2 cho kết quả chính xác hơn Vì phenol phtalein có bước nhảy pH khoảng từ 8 – 10 còn bước nhảy của metyl orange là 3.1- 4.4 mà điểm tương đương của hệ là 7 (do axit mạnh tác dụng với bazơ mạnh) nên thí nghiệm 2 (Phenol phtalein) sẽ cho kết quả chính xác hơn 3 Từ kết quả thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic bằng chỉ thị màu nào chính xác hơn, tại sao? Phenol phtalein giúp ta xác định chính xác hơn vì bước nhảy pH của phenol phtalein khoảng từ 8 - 10 còn bước nhảy của metyl orange là 3,1 – 4,4 mà điểm tương đương của hệ là > 7 (do axit yếu tác dụng với bazơ mạnh) 4 Trong phép phân tích thể tích nếu đổi vị trí của NaOH và axit thì kết quả có thay đổi không, tại sao? Trong phép phân tích thể tích nếu đổi vị trí NaOH và axit thỉ kết quả vẫn không thay đổi vì bản chất phản ứng không thay đổi, vẫn là phản ứng trung hòa và chất chỉ thị cũng vẫn sẽ đổi màu tại điểm tương đương  ... 52, 00 Từ ∆ttb TN1 TN2 xác định m1 : (△ 1= /△ ) = (11 8,33/65,00) (2) ≈ 0,864 (2) Từ ∆ttb TN2 TN3 xác định m2 : = (△ /△ ) = (65,00/ 32, 33) ≈ 1, 007 (2) (2) Bậc phản ứng theo Na2S2O3 = ( m1+m2 ) /2. .. (cal/mol) Lần 29 28 34 318 ,40 Lần 28 28 33 28 9,45 29 9 ,10 -11 964 ∆H < : Phản ứng tỏa nhiệt =( + ) 1, 02 Q = ( m0 c0 + mc )(t3 − Lần 1: t1 + t2 ) m = ( VNaOH + VHCl ) .1, 02 = ( 25 + 25 ) .1, 02 = 51 (g) Q... đầu (M), thể tích V (ml) H2SO4 Na2S2O3(0.1M) H2O (0.4M) 4ml 8ml 28 ml 8ml 8ml 24 ml 16 ml 8ml 16 ml Δt1 Δt2 Δt3 Δttb 12 5 70 35 11 0 65 32 12 0 60 30 11 8,33 65,00 32, 33 Δt1 Δt2 Δt3 Δttb 50 55 50 55 60