BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA ĐẠI CƯƠNG GVHD: ThS Đỗ Thị Minh Hiếu Nhóm Lớp: L65 Nhóm số: 04 Họ & tên thành viên MSSV Phạm Ngọc Nga 2110376 Đinh Thiên Phước Lộc 2113954 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2022 Lời Cám Ơn Chúng em đặc biệt gửi lời cám ơn chân thành đến với cô Đỗ Thị Minh Hiếu tận tình hướng dẫn , bảo chúng em hồn thành tốt đẹp thí nghiệm Đồng thời, chúng em xin cám ơn đến Trường Đại Học Bách Khoa tài trợ cho chúng em sở vật chất để hoàn thành thí nghiệm cách xuất sắc BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG Mục đích thí nghiệm: I Trong thí nghiệm này, đo hiệu ứng nhiệt phản ứng khác kiểm tra lại định luật Hess “Hiệu ứng nhiệt q trình hóa học đẳng áp hay đẳng tích phụ thuộc vào chất trạng thái chất đầu sản phẩm không phụ thuộc đường q trình” II Tiến hành thí nghiệm: Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung nhiệt lượng kế  Cách tiến hành thí nghiệm: - Lấy 50 ml nước nhiệt độ phịng cho vào bencher bên ngồi đo nhiệt độ t1 - Lấy 50 ml nước khoảng 600C cho vào nhiệt lượng kế Sau khoảnh phút đo nhiệt độ t2 - Dùng phễu đổ nhanh 50 ml nước nhiệt độ phòng vào 50 ml nước nóng nhiệt lượng kế Sau khoảng phút, đo nhiệt độ t3 Nhiệt độ nhóm đo sau thực hành: Nhiệt độ 0C Lần t1 26 t2 71 t3 49 m0c0 25 ≈ 2.27 11  Cơng thức tính m0c0: 𝒎𝟎 𝒄𝟎 = 𝒎𝒄 (𝒕𝟑 − 𝒕𝟏 ) − (𝒕𝟐 − 𝒕𝟑 ) 𝒕𝟐 − 𝒕𝟑 = 𝟓𝟎 (𝟒𝟗 − 𝟐𝟔) − (𝟕𝟏 − 𝟒𝟗) ≈ 𝟐 𝟐𝟕 𝟕𝟏 − 𝟒𝟗  Kết thu được: Nhiệt dung nhiệt lượng kế khoảng 2.27 (cal) Thí nghiệm 2: Hiệu ứng nhiệt phản ứng trung hịa  Cách tiến hành thí nghiệm: HCl + NaOH → NaCl + H2O Dùng buret lấy 25 ml dung dịch NaOH 1M cho vào becher 100 ml để bên - Đo nhiệt độ t1 Dùng buret lấy 25 ml dung dịch HCl 1M cho vào nhiệt lượng kế Đo nhiệt - độ t2 Dùng phễu đổ nhanh becher chưa dung dịch NaOH vào HCl chứa nhiệt - lượng kế Khuấy dung dịch nhiệt lượng kế Đo nhiệt độ t3 Cho nhiệt dung riêng dung dịch muối 0.5M cal/g.độ , khối lượng - riêng 1.02 g/ml Nhiệt độ nhóm đo sau thực hành: Nhiệt độ 0C Lần Lần t1 26 25 t2 25 25 t3 31.5 31  Cơng thức tính: 𝑸 = (𝒎𝟎 𝒄𝟎 + 𝒎𝑯𝑪𝒍 𝒄𝑯𝑪𝒍 + 𝒎𝑵𝒂𝑶𝑯𝒄𝑵𝒂𝑶𝑯 ) (𝒕𝟑 −  Q1 = (2.27 + 25 + 25) (31.5 −  Q = (2.27 + 25 + 25) (31 − 𝒕𝟏 +𝒕𝟐 ) 𝟐 26+25 ) ≈ 313.62 25+25 ) ≈ 313.62  Q = 313.62 𝜟𝑯 = 𝑸 313.62 = ≈ 12544.8 𝒏 0.025  Kết thu được: Q = 313.62 (𝑐𝑎𝑙) ΔH ≈ 12544.8 ( 𝑐𝑎𝑙 ) 𝑚𝑜𝑙  Kết luận: - Do Q > => Phản ứng trung hòa phản ứng thu nhiệt Thí nghiệm 3: Nhiệt hịa tan CuSO4  Cách tiến hành thí nghiệm: - Cho vào nhiệt lượng kế 50 ml nước Đo nhiệt độ t1 - Cân g CuSO4 khan - Cho nhanh g CuSO4 vừa cân vào nhiệt lượng kế , khuấy cho CuSO4 tan hết - Đo nhiệt độ t2 Nhiệt độ nhóm đo sau thực hành: Nhiệt độ 0C Lần Lần t1 28 27 t2 35 33  Cơng thức tính: 𝑸 = (𝒎𝟎 𝒄𝟎 + 𝒎𝑯𝟐 𝟎𝒄𝑯𝟐 𝟎 + 𝒎𝑪𝒖𝑺𝟎𝟒 𝒄𝑪𝒖𝑺𝟎𝟒 )(𝒕𝟐 − 𝒕𝟏 )  𝑄1 = (2.27 + 50 + )(35 − 28) = 393.89 (𝑐𝑎𝑙)  𝑄2 = (2.27 + 50 + )(33 − 27) = 337.62 (𝑐𝑎𝑙) 𝜟𝑯 =  ΔH1 = 393.89  ΔH2 = 337.62 0.025 0.025 cal = 15755.6 ( mol = 13504.8 ( 𝑸 𝒏 ) cal mol )  Kết thu được: Q1 = 393.89 (cal) Q = 393.89 (cal) cal ΔH1 = 15755.6 ( ) mol cal ΔH2 = 13504.8 ( ) mol  Kết luận: - Do Q>0 => Phản ứng hòa tan CuSO4 phản ứng tỏa nhiệt Thí nghiệm 4: Nhiệt hịa tan NH4Cl  Cách tiến hành thí nghiệm: - Cho vào nhiệt lượng kế 50 ml nước Đo nhiệt độ t1 - Cân g NH4Cl - Cho nhanh g NH4Cl vừa cân vào nhiệt lượng kế , khuấy cho NH4Cl tan hết - Đo nhiệt độ t2 Nhiệt độ nhóm đo sau thực hành: Nhiệt độ 0C Lần Lần t1 26.5 26 t2 23 22  Cơng thức tính: 𝑸 = (𝒎𝟎 𝒄𝟎 + 𝒎𝑯𝟐 𝟎𝒄𝑯𝟐 𝟎 + 𝒎𝑵𝑯𝟒 𝑪𝒍 𝒄𝑵𝑯𝟒𝑪𝒍 )(𝒕𝟐 − 𝒕𝟏 )  𝑄1 = (2.27 + 50 + )(23 − 26.5) = −196.945 (𝑐𝑎𝑙)  𝑄2 =(2.27 + 50 + )(22 − 26) = −225.08 (𝑐𝑎𝑙) 𝜟𝑯 =  ΔH1 = −196.945  ΔH2 = −225.08 = −2634.14 ( 107 107 cal mol = −2010.445 ( 𝑸 𝒏 ) cal mol )  Kết thu được: 𝑄1 = −196.945 (𝑐𝑎𝑙) 𝑄2 = −225.08 (𝑐𝑎𝑙) 𝑐𝑎𝑙 ) 𝑚𝑜𝑙 𝑐𝑎𝑙 𝛥𝐻2 = −2010.445 ( ) 𝑚𝑜𝑙 𝛥𝐻1 = −2634.14 (  Kết luận: - Do Q Phản ứng hòa tan NH4Cl phản ứng thu nhiệt III Trả lời câu hỏi: ∆Htb phản ứng HCl+NaOH → NaCl+H2O tính theo số mol HCl hay NaOH cho 25ml dd HCl 2M tác dụng với 25ml dd NaOH 1M.Tại sao?  Trả lời: nNaOH = 0,025 = 0.025 (mol) nHCl = 0.025 = 0.06 (mol) => Tính theo NaOH NaOH phản ứng hết , HCl dư Nếu thay HCl 1M HNO3 1M kết thí nghiệm có thay đổi hay khơng?  Trả lời: Nếu thay kết thí nghiệm khơng thay đổi HCl HNO3 acid mạnh phân lý hoàn toàn đồng thời thí nghiệm phản ứng trung hịa Tính ∆H lý thuyết theo định luật Hess.So sánh với kết thí nghiệm Hãy xem nguyên nhân gây sai số thí nghiệm này:  Trả lời: - Mất nhiệt nhiệt lượng kế - Do nhiệt kế - Do dụng cụ đong thể tích hóa chất - Do cân - Do sunphat đồng bị ẩm - Do lấy nhiệt dung riêng dung dịch sunphat đồng cal/mol.độ Theo em sai số quan nhất, giải thích? Cịn nguyên nhân khác không?  Trả lời: - Theo em nhiệt lượng nhiệt lượng kế quan trọng q trình thao tác khơng xác,nhanh chóng dẫn đến thất nhiệt mơi trường bên - Sunphat đồng khan bị hút ẩm ,lấy cân không nhanh cẩn thận dễ làm cho CuSO4 hút ẩm nhanh ảnh hưởng đến hiệu ứng nhiệt CuSO4 5H2O BÀI : XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG I Mục đích thí nghiệm: - Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ đến vận tốc phản ứng - Xác định bậc phản ứng phân hủy Na2S2O3 mơi trường acid thực nghiệm II Tiến hành thí nghiệm: Xác định bậc phản ứng Na2S2O3:  Cách tiến hành thí nghiệm: - Dùng pipet vách lấy acid cho vào ống nghiệm - Dung buret cho H2O vào bình tam giác trước Sau tráng buret Na2S2O3 0,1M tiếp tục dùng buret Na2S2O3 vào bình cầu - Chuẩn bị đồng hồ bấm giây - Lần lượt cho phản ứng cặp ống nghiệm bình tam giác sau: o Đổ nhanh acid ống nghiệm vào bình tam giác o Bấm đồng hồ o Lắc nhẹ bình tam goác thấy dung dịch vừa chuyển sang đục bấm đồng hồ lần đọc 𝛥𝑡 - TN Lặp lại thí nghiệm lần để tính giá trị trung bình Nồng độ ban đầu (M) Na2S2O3 [H2SO4] 𝛥𝑡1 140 𝛥𝑡2 150 𝛥𝑡𝑡𝑏 145 8 70 75 72.5 16 38 40 39 Từ 𝛥𝑡𝑡𝑏 TN TN xác định m1 (tính mẫu ): 𝑡1 𝑡2 𝑚1 = =1 𝑙𝑔2 lg Từ 𝛥𝑡𝑡𝑏 TN TN xác định m2 (tính mẫu ): 𝑡2 𝑡3 𝑚1 = = 0.89 𝑙𝑔2 lg  Kết thu được: Bậc phản ứng theo Na2S2O3 = 𝑚1 +𝑚2 = 0.945  Kết luận bậc phản ứng: Bậc phản ứng theo Na2S2O3 = 𝑚1 +𝑚2 = 0.945 Xác định bậc phản ứng H2SO4:  Cách tiến hành thí nghiệm: Làm tương tự cách tiến hành xác định bậc phản ứng Na2S2O3 TN Nồng độ ban đầu (M) 𝛥𝑡1 𝛥𝑡2 𝛥𝑡𝑡𝑏 Na2S2O3 [H2SO4] 84 85 84.5 8 70 75 72.5 16 69 70 69.5 10 Từ 𝛥𝑡𝑡𝑏 TN TN xác định n1 (tính mẫu ) 𝑡1 𝑡2 𝑛1 = = 0.221 𝑙𝑔2 lg Từ 𝛥𝑡𝑡𝑏 TN TN xác định n2 (tính mẫu ) 𝑡2 𝑡3 𝑛1 = = 0.061 𝑙𝑔2 lg  Kết thu được: Bậc phản ứng theo H2SO4 = 𝑛1 +𝑛2 = 0.1405  Kết luận bậc phản ứng: Bậc phản ứng theo H2SO4 = III 𝑛1 +𝑛2 = 0.1405 Trả lời câu hỏi: Trong thí nghiệm trên,nồng độ [Na2S2O3] [H2SO4] ảnh hưởng lên vận tốc phản ứng.Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng Xác định bậc phản ứng?  Trả lời: o Nồng độ [Na2S2O3] tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng o Nồng độ [H2SO4 ] không ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng o Biểu thức vận tốc : v= k [Na2S2O3]0.945 [H2SO4 ]0.1405 o Bậc phản ứng : 0.945 + 0.1405 =1.0855 Cơ chế phản ứng viết sau: 11 [H2SO4 ] + [Na2S2O3 ] → Na2SO4 + H2S2O3 H2S2O3 → H2SO3 + S↓ (1) (2) Dựa vào kết thí nghiệm kết luận phản ứng (1) hay (2) phản ứng định vận tốc phản ứng xảy nhanh hay chậm không ? Tại ? Lưu ý phản ứng , lượng acid [H2SO4 ] dư so với [Na2S2O3]  Trả lời: (1) Là phản ứng trao đổi ion nên tốc độ phản ứng xảy nhanh (2) Là phản ứng tự oxh khử nên tốc độ xảy chậm Dựa sở phương pháp thí nghiệm vận tốc xác định thí nghiệm xem vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời ?  Trả lời: Vận tốc xác định 𝛥𝐶 𝛥𝑡 𝛥𝐶 ≈ (biến thiên nồng độ lưu huỳnh không đánh kể khoảng thời gian 𝛥𝑡) nên vận tốc thí nghiệm xem vận tốc tức thời Thay đổi thứ tự [H2SO4 ] [Na2S2O3] bậc phản ứng có thay đổi khơng ? Vì ?  Trả lời: Thay đổi thứ tự cho [H2SO4 ] [Na2S2O3] bậc phản ứng khơng thay đổi nhiệt đọ xác định bậc phản ứng phụ thuộc vào chất hệ ( nồng độ , nhiệt độ ,áp suất ) mà không phụ thuộc vào thứ tự chất phản ứng 12 Bài 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH I Thực hành Thí nghiệm Xây dựng đường cong chuẩn độ Thí nghiệm  Chuẩn độ axit – bazo với thuốc thử phenol phtalein  Tráng buret NaOH 0,1N cho NaOH 0,1N vào buret  Dùng pipet 10ml lấy 10ml dung dịch HCl cho vào erlen 150ml, thêm 10ml nước cất + giọt phenol phtalein  Tiến hành chuẩn độ Thí nghiệm  Chuẩn độ axit – bazo với thuốc thử metyl  Tráng buret NaOH 0,1N cho NaOH 0,1N vào buret  Dùng pipet 10ml lấy 10ml dung dịch HCl cho vào erlen 150ml, thêm 10ml nước cất + giọt metyl  Tiến hành chuẩn độ Thí nghiệm  Tiến hành lần với lần sau:  Chuẩn độ axit – bazo với thuốc thử metyl  Tráng buret NaOH 0,1N cho NaOH 0,1N vào buret  Dùng pipet 10ml lấy 10ml dung dịch axit acetic cho vào erlen 150ml, thêm 10ml nước cất + giọt phenol phtalein  Tiến hành chuẩn độ  Tiến hành lần giống lần thay phenol phtalein thành metyl II Kết thí nghiệm Thí nghiệm 1: 13 Xác định đường cong chuẩn độ HCl NaOH VNaOH 9,2 9,4 9,6 9,8 10 0,96 1,14 1,33 1,59 1,98 2,38 2,57 2,73 3,36 7,26 10,56 11 12 13 11,7 11,97 Đường cong chuẩn độ pH 14.00 12.00 PH pH 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 VNAOH 10 12 14 Xác định: pH điểm tương đương: 7,26 Bước nhảy pH: từ 3,36 đến 10,56 Chất thị thích hợp phenol phtalein Thí nghiệm 2: chuẩn độ HCl với thuốc thử phenolphatlein Lần VHCl (ml) VNaOH (ml) CNaOH (N) CHCl (N) Sai số 10 10,7 0,1 0,107 0,0003 10 10,6 0,1 0,106 0,0007 10 10,7 0,1 0,107 0,0003 ̅ = 0,1067 𝐶𝐻𝐶𝑙 Thí nghiệm 3: chuẩn độ HCl với thuốc thử metyl da cam Lần VHCl (ml) VNaOH (ml) CNaOH (N) CHCl (N) Sai số 10 10,7 0,1 0,107 10 10,8 0,1 0,108 0,001 14 12,0 10 10,6 0,1 0,106 0,001 ̅ = 0,107 𝐶𝐻𝐶𝑙 Thí nghiệm 4a: chuẩn độ CH3COOH với thuốc thử phenolphthalein 𝑉𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝐶𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 (ml) (ml) (N) (N) 10 8,8 0,1 0,088 10 8,7 0,1 0,087 10 8,8 0,1 0,088 Lần Thí nghiệm 4b: chuẩn độ CH3COOH với thuốc thử metyl 𝑉𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝐶𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 (ml) (ml) (N) (N) 10 3,4 0,1 0,034 10 3,6 0,1 0,036 10 3,1 0,1 0,031 Lần III Trả lời câu hỏi: Khi thay đổi nồng độ HCl NaOH, đường cong chuẩn độ có thay đổi hay không?  Trả lời: Khi thay đổi nồng độ HCl NaOH đường cong chuẩn độ khơng thay đổi phương pháp chuẩn độ xác định dựa phương trình: 𝐶𝐻𝐶𝑙 𝑉𝐻𝐶𝑙 = 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 với việc 𝑉𝐻𝐶𝑙 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 cố định nên ta tăng nồng độ HCl lên thể tích NaOH tăng lên theo ngược lại ta giảm nồng độ HCl Từ đó, ta suy thay đổi nồng độ HCl NaOH đường cong chuẩn độ không thay đổi Việc xác định nồng độ axit HCl thí nghiệm cho kết xác hơn? Tại sao?  Trả lời: Xác định nồng độ HCl thí nghiệm xác Do phenolphtalein giúp ta nhận biết màu dễ từ không màu sang hồng nhạt, so 15 với từ màu đỏ chuyển sang màu vàng Ngồi phenolphtalein có điểm pH 6,8 gần với điểm tương ứng 7,26 Từ kết thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic thị màu xác hơn? Tại sao?  Trả lời: Phenolphtalein xác metyl axit acetic axit yếu nên có điểm pH > 7, điểm pH thuốc thử metyl dao động từ 3,1-4,4 cách xa Trong phép phân tích thể tích, đổi vị trí NaOH axit kết có thay đổi hay khơng? Tại sao?  Trả lời: Khơng thay đổi chất phản ứng vậy, phản ứng trung hòa 16