PHÚC TRÌNH THỰC tập hóa lý

XÁC ĐỊNH ∆HO, ∆SO VÀ ∆GO CỦA QUÁ TRÌNH HÒA TAN BORAX TRONG NƯỚC. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ CỦA MỘT CHẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGHIỆM LẠNH. CÂN BẰNG HÓA HỌC. XÚC TÁC ĐỒNG THỂ PHẢN ỨNG PHÂN HỦY H2O2. XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG PHƯƠNG PHÁP TỐC ĐỘ ĐẦU. XÁC ĐỊNH NĂNG LƯỢNG HOẠT HÓA CỦA PHẢN ỨNG THỦY PHÂN ESTER. ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ VÀ NHIỆT ĐỘ ĐẾN SỨC ĐIỆN ĐỘNG CỦA PIN. CÂN BẰNG HẤP THỤ TRÊN RANH GIỚI PHA RẮN – LỎNG TỪ DUNG DỊCH.

XÁC ĐỊNH ∆HO, ∆SO VÀ ∆GO CỦA QUÁ TRÌNH HÒA TAN BORAX TRONG NƯỚC BÀI 1: 1.1 PHẦN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI 1.1.1 Viết công thức cấu tạo của Borax, Na2B4O7.8H2O Hình 1-1 Cơng thức hóa học Borax 1.1.2 Dựa vào phần thực nghiệm, chứng minh công thức sau: Theo định luật đương lượng: C A VA = C B VB CB = = Khi đó: [B4O72-] = S = = (mol/lít) Với VA : thể tích dung dịch HCl đọc từ buret Một sinh viên thực thí nghiệm sau: Chuẩn đợ 8.5ml dd borax bão hịa nhiệt đợ T xác định với dung chuẩn HCl 0.5M Khi kết thúc chuẩn đợ thể tích dd HCl đọc buret 12ml Tính giá trị Ksp borax nhiệt độ T Giải: Ta có: 2Na+ + Na2B4O7 S 2S B4O72S Theo định luật đương lượng CA.VA =CB.VB  CB  = (đlg/l) Khi đó: [Na2B4O5(OH)4] = S = = (mol/l) Ksp= 4S3 0.176 1.2 PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VA: thể tích dung dịch HCl đọc từ buret Bảng 1-1 Bảng số liệu chuẩn độ Borax t (oC) 55 50 45 40 35 30 T (K) 328 323 318 313 308 303 1/T (K-1) 0.00305 0.0031 0.00314 0.00319 0.00325 0.0033 VHCl (ml) 15.5 14.5 14 12 10 8.8 S=[B4O5(OH)42-]* 9.69.10-4 9.06.10-4 8.75.10-4 7.5.10-4 6.25.10-4 5.5.10-4 2S=[Na+] (mol/l) 1.94.10-3 1.81.10-3 1.75.10-3 1.5.10-3 1.25.10-3 1.1.10-3 3.64× 2.97× 2.68× 1.69× 9.77× 6.66× -19.43 -19.63 -19.74 -20.2 -20.75 -21.13 Ksp= 4S3 lnKsp  S= [B4O5(OH)42-]= Từ phương trình tính tốn ta vẽ được đờ thị phụ thuộc lnKsp theo 1/T Object 3 Hình 1-2 Đồ thị phụ thuộc lnKsp theo 1/T Từ phương trình y = -7014.4x + 2.1024 suy tg = -7014.4 Mà 6.2.1024 Ở nhiệt độ chuẩn 25 oC = = 53.254 (kJ) Trang BÀI 2: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ CỦA MỘT CHẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGHIỆM LẠNH PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 2.1.1 Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt độ đông đặc của dung môi nước Bảng 2-2 Bảng số liệu nhiệt độ nước theo thời gian t (s) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 T (oC) 0.5 0.2 -0.3 -1.1 -1.6 -1.9 -2.0 -0.6 -0.2 -0.1 -0.1 Vẽ đồ thị hàm số y = f(x), với trục y biểu thị nhiệt độ trục x biểu thị thời gian tương ứng Object 5 Hình 2-3 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ theo thời gian nước  Nhiệt độ đông đặc của nước suy từ đồ thị: -0.1 oC  Nhiệt độ tại đó xuất những tinh thể đầu tiên: -0.1 oC Trang 2.1.2 Thí nghiệm 2: Xác định nhiệt độ đông đặc của dung dịch sucrose Bảng 2-3 Bảng số liệu nhiệt độ dung dịch sucrose theo thời gian t (s) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 T (oC) 0.5 0.3 0.1 -0.8 -1.3 -1.7 -0.5 -0.2 -0.3 -0.3 -0.3 Vẽ đồ thị hàm số y = f(x), với trục y biểu thị nhiệt độ trục x biểu thị thời gian tương ứng Object 7 Hình 2-4 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ theo thời gian sucrose  Nhiệt độ đông đặc của dung dịch sucrose suy từ đồ thị: -0.3 oC  Nhiệt độ tại đó xuất những tinh thể đầu tiên: -0.3 oC 2.1.3 Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt độ đông đặc của dung dịch (nước + chất X) Bảng 2-4 Bảng số liệu nhiệt độ dung dịch (nước + chất X) theo thời gian t (s) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 T (oC) 0.5 0.3 -0.1 -0.8 -1.8 -2.3 -0.7 -0.4 -0.5 -0.5 -0.5 Trang Vẽ đồ thị hàm số y = f(x), với trục y biểu thị nhiệt độ trục x biểu thị thời gian tương ứng Object 9 Hình 2-5 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ theo thời gian chất x  Nhiệt độ đông đặc của dung dịch (nước + chất X) suy từ đồ thị:-0.5 o C  Nhiệt độ tại đó xuất những tinh thể đầu tiên: -0.5 oC 2.1.4 Kết quả Xác định khối lượng phân tử sucrose Khối lượng (g) của nước, mnước = 50 (g) Khối lượng của sucrose, msucrose = (g) Nhiệt độ đông đặc của nước -0.1 (oC) Nhiệt độ đông đặc của dung dịch sucrose -0.3 (oC)  Độ hạ nhiệt độ đông đặc, ∆t= 0.2 (oC)      Nồng độ molan của dung dịch m suy từ ∆T= K f*m => m= 0.108  Kf (hằng số nghiệm đông của nước) = 1.86 oC/m  Khối lượng phân tử của sucrose là: M = 1000= 1000 = 370g/mol 2.1.5 Kết quả xác định khối lượng phân tử của chất X     Khối lượng (g) của nước , mnước= 50 (g) Khối lượng của chất X, mX= (g) Nhiệt độ đông đặc của nước -0.1 (oC) Nhiệt độ đông đặc của dung dịch -0.5 (oC) Trang  Độ hạ nhiệt độ đông đặc, ∆t= 0.4 (oC)  Nồng độ molan của dung dịch m suy từ ∆T= Kf*m => m= 0.215  Kf (hằng số nghiệm đông của nước) = 1.86 oC/m  Khối lượng phân tử của chất X là: M= 1000 =1000 = 186g/mol  Nhận xét:  Qua thí nghiệm cho thấy có hạ nhiệt độ đông đặc (băng điểm) có chất hịa tan vào dung mơi nước  Và mục đích của việc cho thêm nứơc đá vào đề giảm bớt hiệu ứng chậm đông  Kết tính tốn xác định khới lượng phân tử của sucrose chưa chính xác ( lý thuyết Msucrose= 342, thí nghiệm Msucrose=370) Do sai sớ q trình làm thí nghiệm Trang BÀI 3: CÂN BẰNG HÓA HỌC PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM: 3.1.1 Nhiệt độ phòng ở 30oC: Thời gian phản ứng, phút Bình Bình Bình 25 11.9 12.8 12.3 55 12.2 12.5 12.6 95 12.5 13.2 12.1 135 12.4 13.1 12.2 Bảng 3-5 Bảng kết nhiệt độ phòng 30o C Bình Chất Bình Bình Nồng độ Nồng độ cân Nồng độ Nồng độ cân Nồng độ Nồng độ cân đầu đầu đầu I2 0.0062 0.00655 0.0061 Fe2+ 0.0124 0.0131 0.0122 Fe3+ 0.015 0.0026 0.0165 0.0034 0.0135 0.0013 I- 0.015 0.0026 0.0135 0.0004 0.0165 0.0043 Kc Kc trung bình 54.24 243.09 124.94 140.76 Trang 3.1.2 Nhiệt độ ở 400C: Thời gian phản ứng, phút Bình Bình Bình 25 12.8 13.3 12.7 55 13.1 13.9 12.8 95 13.2 13.4 12.9 135 13.2 13.4 12.9 Bảng 3-6 Bảng kết nhiệt độ 40o C Bình Chất Bình Nồng độ Nồng độ cân đầu I2 0.0066 0.0067 0.00645 Fe2+ 0.0132 0.0134 0.0129 Fe3+ 0.015 0.0018 0.0165 0.0031 0.0135 0.0006 I- 0.015 0.0018 0.0135 0.0001 0.0165 0.0036 Kc Kc trung 197.19 Nồng độ đầu Nồng độ cân Bình Nồng độ đầu Nồng độ cân 1251.88 828.2 759.09 bình Trang Sử dụng phương trình đẳng áp Vant-Hoff: ln = Trang 10 Object 36  Bậc phản ứng theo [I-] n2= 0.8828 Vậy bậc toàn phần phản ứng n1 + n2 = 1.2963 + 0.8828 = 2.1791 Hình 5-17 Đồ thị tính bậc phản ứng theo I - Trang 25 BÀI 6: XÁC ĐỊNH NĂNG LƯỢNG HOẠT HÓA CỦA PHẢN ỨNG THỦY PHÂN ESTER 6.1 PHẦN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI Năng lượng hoạt hóa của phản ứng bậc nhất 50.2kJ/mol 25 Tại nhiệt độ vận tốc sẽ tăng gấp đôi? 6.2 PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 6.2.1 Tính số vận tốc phản ứng ở nhiệt độ 30 OC V∞ = VT1+ VT2 Trong đó: VT1: thể tích dd NaOH cần định phân 10ml mẫu hỗn hợp thời điểm t VT2: thể tích dd NaOH cần định phân 10ml mẫu hỗn hợp thời điểm phản ứng hoàn toàn *Tìm VT1: Trong hỗn hợp gồm: 5ml ester acetat etyl + 95ml HCl = 100ml Nồng độ hỗn hợp HCl là: CN = (0.2x95)/100 = 0.19N Thể tích NaOH cần định phân HCl là: CBVB = CAVA hay 0.1VB = 0.19 x 10 VB = 19ml Vậy VT1 = 19ml *Tìm VT2: Bảng 6-19 Kết thí nghiệm 30oC Trang 26 t (phút) Vt 37.5 32.47 1.511 15 40.1 29.87 1.475 25 42.2 27.77 1.444 35 44.5 25.47 1.406 45 45.6 24.37 1.387 55 46.2 23.77 1.376 69.97 Object 38 Hình 6-18 Đồ thị lg-t 30o- C Hệ số góc của đường thẳng k1=-(-0.0028) ( 6.2.2 Tính số vận tốc phản ứng ở nhiệt độ 400C: Bảng 6-20 Kết thí nghiệm 40oC Trang 27 t (phút) Vt 38.6 31.37 1.497 15 41.6 28.37 1.453 25 43.3 26.67 1.426 35 45.7 24.27 1.385 45 46.8 23.17 1.365 55 47.2 22.77 1.357 69.97 Object 40 Hình 6-19 Đồ thị lg-t 40o- C Hệ số góc của đường thẳng k2=-(-0.0029) Trang 28 6.2.3 Tính lượng hoạt hóa Ea của phản ứng Áp dụng phương trình Arrhenius: Với R= 8.314 Vậy Ea= 6.2.4 Chu kỳ bán hủy phản ứng ở nhiệt độ phòng và 40 oC Áp dụng công thức:  Ở 30 oC:  Ở 40 oC: Trang 29 BÀI 9: ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ VÀ NHIỆT ĐỘ ĐẾN SỨC ĐIỆN ĐỘNG CỦA PIN 9.1 PHẦN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI 9.1.1 Tính sức điện động của pin sau: Al|Al3+ (0.010mol/L) || Cu2+ (1mol/L)|Cu Cho biết: Epin= Eo (+) – Eo(-) = 0.34 – (- 1.66) = 9.1.2 Sức điện động chuẩn, Eo cho pin sau: Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)| Hg2Cl2(s)|Hg(l)|Pt(s) đo được tại 298K và 308K lần lượt là 0.058V và 0.0614V Tính Object 42 Hình 9-20 Sự phụ thuộc vào T Hệ số góc = 0.0003 nF 8356.9 – 298 9.2 PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 9.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng đợ đến sức điện đợng Thí nghiệm Pin (nguyên tố galvani) Epin (Volts) Ln(Cu2+) Zn|Zn2+ (0.5M) || Cu2+ (0.000001M)|Cu -0.786 -13.82 Zn|Zn2+ (0.5M) || Cu2+ (0.0001M)|Cu -0.797 -9.21 Zn|Zn2+ (0.5M) || Cu2+ (0.01M)|Cu -0.820 -4.61 Zn|Zn2+ (0.5M) || Cu2+ (1M)|Cu -0.850 Zn|Zn2+ (0.5M) || Cu2+ (xM)|Cu -0.825 ? Tính x: Object 44 Hình 9-21 Biểu đồ ln(Cu2+) và E Từ biểu đồ bên dưới ta suy được sức điện động của pin hóa học phương trình tuyến tính với ln(tc) tức ln(Cu2+) Phương trình y = 0.0035x + 1.0966 Từ ta thay E= 1.074 được xác định nồng độ Cu2+ sử dụng xM vào: Trang 31 9.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của sức điện động vào nhiệt độ Từ giá trị sức điện động đo được nhiệt độ khác vẽ đồ thị phụ thuộc sức điện động E vào nhiệt độ T Bảng 9-21 Sức điện động theo nhiệt độ đun nóng Khi đun nóng (oC) Sức điện đợng (V) 30 1.086 35 1.088 40 1.089 45 1.091 50 1.093 55 1.094 60 1.095 65 1.097 Trang 32 Object 46 Hình 9-22 Sự phụ thuộc sức điện động E vào nhiệt độ theo chiều tăng nhiệt độ Bảng 9-22 Sức điện động làm lạnh Khi làm lạnh (oC) Sức điện động (V) 30 1.089 35 1.091 40 1.091 45 1.093 50 1.095 55 1.097 60 1.098 65 1.099 Trang 33 Object 48 Hình 9-23 Sự phụ thuộc sức điện động E vào nhiệt độ theo chiều tăng nhiệt độ Từ đờ thị tính được: nF Tính G, H: o Ở 30 C: G = -nFE = -2965001.089 = -210177 J ; H = G + TS = -210177 + (30 + 273)57.9 = -192633.3 J ; o Ở 35 C: G = -nFE = -2965001.091 = -210563 J ; H= G+TS = -210563+ (35+273)57.9 = -192729.8 J ; o Ở 40 C: G = -nFE = -2965001.091 = -210563 J ; H= G + TS= -210563+ (40+273)57.9 = -192729.8 J ; o Ở 45 C: G = -nFE = -2965001.093 = -210949 J ; H= G+TS= -210949+ (45+273)57.9 = -192536.8 J ; Trang 34 o Ở 50 C: G = -nFE = -2965001.095 = -211335 J ; H= G+TS= -211335+ (50+273)57.9 = -192633.3 J ; o Ở 55 C: G = -nFE = -2965001.097 = -211721 J ; H= G+TS= -211721+ (55+273)57.9 = -192729.8 J ; o Ở 60 C: G = -nFE = -2965001.098 = -211914 J ; H= G+TS= -211914+ (60+273)57.9 = -192633.3 J ; o Ở 65 C: G = -nFE = -2965001.099 = -212107 J ; H= G+TS= -212107+ (65+273)57.9 = - 192536.8 J ; Từ kết cho thấy phản ứng đều tự diễn tiến theo chiều thuận vì G < Trang 35 BÀI 10: CÂN BẰNG HẤP THỤ TRÊN RANH GIỚI PHA RẮN – LỎNG TỪ DUNG DỊCH 10.1 PHẦN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI 10.1.1 Hấp phụ là gì? Hấp phụ tượng đó chất (dưới dạng phân tử, nguyên tủ hay ion) có khuynh hướng tập trung bề mặt phân chia pha đó 10.1.2 Khác giữa hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học? Hấp phụ vật lý tượng hấp phụ xảy chất hấp phụ hình thành lực liên kết với bề mặt lực van der Waals (tương tác yếu) Hấp phụ hóa học tượng hấp phụ xảy hình thành liên kết giữa phân tử chất bị hấp phụ bề mặt 10.1.3 Phân biệt hai khái niệm hấp phụ và hấp thụ? Cho ví dụ minh họa Hấp phụ: đó tượng bề mặt nhằm thu hút chất bị hấp phụ lên bề mặt chất hấp phụ, làmgiảm sức căng bề mặt của chất hấp phụ  Ví dụ: Sự hấp phụ của than hoạt tính đối với phân tử khí hoặc CO 2, … Hấp thụ: tượng chất bị hút khuếch tán qua mặt phân cách vào toàn vật lỏng hoặc rắn (khác với hấp phụ bám bề mặt)  Ví dụ: khí hiđro bị hấp thụ nhiều palađi Người ta thường sử dụng hấp thụ để tách hỗn hợp khí hoặc điều chế chất, chẳng hạn nước (H 2O) hấp thụ khí SO2 10.1.4 Hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir dựa bốn giả thiết nào? Hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir dựa bốn giả thiết sau: - Bề mặt chất hấp phụ đồng nhất, nghĩa là, tất tâm hấp phụ tương đương - Các phân tử chất bị hấp phụ không tương tác - Các phân tử bị hấp phụ bề mặt theo chế - Khi trình hấp phụ đạt cực đại, hình thành đơn lớp hấp phụ Trang 36 10.2 PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC TIỄN 10.2.1 Trước bị hấp phụ bởi than hoạt tính Bảng 10-23 Kết chuẩn độ NaOH trước bị than hoạt tính hấp phụ Bình Vdd CH3COOH 10 10 5 6.1 13.2 11.4 17.5 23.5 15.3 0.061 0.132 0.228 0.350 0.470 0.765 Xio ( V dd NaOH 0.1 M đọc buret) Coi ( tính lại nờng đợ đầu dd CH3COOH) 10.2.2 Sau hấp phụ bởi than hoạt tính Bảng 10-24 Kết chuẩn độ NaOH sau bị than hoạt tính hấp phụ Bình Vdd CH3COOH 10 10 5 Xi ( Vdd NaOH 0.1 M đọc buret) 3.2 8.7 8.5 13.7 17.7 9.5 Ci ( nồng độ sau dd CH3COOH) 0.032 0.087 0.170 0.274 0.354 0.475 Trang 37 10.2.3 Độ hấp phụ mi lên bề mặt than mi = (mmol.g-1) Bảng10-25 Độ hấp phụ mi lên bề mặt than Bình mi 0.29 0.45 0.58 0.76 1.16 2.9 1/Ci 31.25 11.494 5.8824 3.6496 2.8249 2.1053 1/mi 3.448 2.22 1.72 1.32 0.86 0.345 Ci/mi 0.110 0.1933 0.2931 0.3605 0.3052 0.1638 logCi -1.49 -1.06 -0.77 -0.56 -0.45 -0.32 logmi -0.54 -0.35 -0.24 -0.12 0.06 0.46 Đồ thị đường biểu diễn Ci/mi Object 50 Hình 10-24 Đồ thị đường biểu diễn 1/m theo 1/Ci Trang 38 Dựa vào đồ thị ta xác định được Amax k Từ phương trình Langmuir: Suy ra: Hệ số góc Trang 39 ... lượng phân tử của sucrose chưa chính xác ( lý thuyết Msucrose= 342, thí nghiệm Msucrose=370) Do sai số trình làm thí nghiệm Trang BÀI 3: CÂN BẰNG HÓA HỌC PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC... Hệ số góc của đường thẳng k2=-(-0.0029) Trang 28 6.2.3 Tính lượng hoạt hóa Ea của phản ứng Áp dụng phương trình Arrhenius: Với R= 8.314 Vậy Ea= 6.2.4 Chu kỳ bán hủy phản ứng ở... biểu đồ bên dưới ta suy được sức điện động của pin hóa học phương trình tuyến tính với ln(tc) tức ln(Cu2+) Phương trình y = 0.0035x + 1.0966 Từ ta thay E= 1.074 được xác định nồng