BÁO cáo THÍ NGHIỆM hóa đại CƯƠNG bài 2 NHIỆT PHẢN ỨNG 22

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA VƠ CƠ BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA ĐẠI CƯƠNG GVHD Đỗ Thị Minh Hiếu : Nhóm Lớp: L65 Nhóm số: Họ & tên thành viên Phạm Ngọc Nga MSSV 2110376 Đinh Thiên Phước 2113954 Lộc TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2022 Lời Cám Ơn Chúng em đặc biệt gửi lời cám ơn chân thành đến với cô Đỗ Thị Minh Hiếu Võ Nguyễn Lam Un tận tình hướng dẫn , bảo chúng em hoàn 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 hồn thành thí nghiệm cách xuất sắc BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG I Mục đích thí nghiệm : Trong thí nghiệm , 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 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 phịng 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 t1 t2 t3 m0c0  Lần 26 71 49 25 ≈ 2.27 11 Cơng thức tính m0c0 : m0 c 0=mc ( t 3−t 1) − (t ¿ ¿ 2−t 3) ( 49−26 )−(71−49) =50 ≈ 2.27 ¿ t 2−t 71−49  Kết thu : Nhiệt dung nhiệt lượng kế khoảng 2.27 (cal) Thí nghiệm 2: Hiệu ứng nhiệt phản ứng trung hòa  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 t1 t2 Lần 26 25 Lần 25 25 t3 31.5  Cơng thức tính : 31 ( Q=( m0 c +m HCl c HCl + mNaOH c NaOH ) t 3− ≈ 313.62 (31.5− 26 +25 ) 25+25  Q =( 2.27+ 25+25 ) (31− ) ≈313.62 t +t 2 )  Q1=( 2.27+ 25+25 )  Q=313.62 ΔH = Q 313.62 = ≈12544.8 n 0.025  Kết thu : Q=313.62(cal) cal ΔH ≈ 12544.8( ) 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 t1 t2 Lần 28 35 Lần 27 33  Công thức tính : Q=( m0 c0 + mH c H + mCuS cCuS ) ( t 2−t ) 2  Q1=( 2.27+ 50+4 )( 35−28 )=393.89(cal )  Q2 =( 2.27+50+ )( 33−27 )=337.62( cal)  Q=¿ ΔH = 393.89 cal 337.62 cal 4 Q n  ΔH 1= 0.025 =15755.6( mol )  ΔH 2= 0.025 =13504.8 ( mol )  ΔH =¿  Kết thu : Q=¿ ΔH =¿  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 t1 t2 Lần 26.5 23 Lần 26 22  Cơng thức tính : Q=( m0 c0 + mH c H + m NH Cl c NH Cl ) ( t 2−t ) 2  Q1=( 2.27+ 50+4 )( 23−26.5 )=−196.945(cal)  Q2 =( 2.27+50+ )( 22−26 )=−225.08 (cal )  Q=¿ ΔH =   −196.945 cal =−2634.14( ) mol 107 −225.08 cal ΔH 2= =−2010.445( ) mol 107 ΔH 1=  ΔH =¿ Q n  Kết thu : Q=¿ ΔH =¿  Kết luận : - Do Q Phản ứng hòa tan NH4Cl phản ứng thu nhiệt III Trả lời câu hỏi : →  ∆Htb của phản ứng HCl+NaOH NaCl+H2O sẽ được tính theo số mol HCl hay NaOH khi cho 25ml dd HCl 2M tác dụng với 25ml d d NaOH 1M.Tại sao?  Trả lời: nNaOH = 0,025 = 0.025 (mol) nHCl = 0.025 = 0.06 (mol) => Tính theo NaOH vì NaOH phản ứng hết , HCl dư  Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 có t hay đổi hay khơng?  Trả lời: Nếu thay kết thí nghiệm khơng thay đổi HCl HNO3 acid mạnh phân lý hồn tồn đồng thời thí nghiệm phản ứng trung hịa  Tính ∆H  bằng lý thuyết theo định  luật Hess.So sánh với kết q uả thí nghiệm.Hãy xem 6 ngun nhân có thể gây ra sai số trong thí n ghiệm này: - Mất nhiệt do 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 bằng 1 cal/ mol.độ Theo em sai số nào là quan trong nhất, giải thích? Cịn ngun nh ân nào khác khơng?  Trả lời: - Theo em mất nhiệt lượng do nhiệt lượng kế là quan trọng nhất  vì do trong q trình thao tác khơng chính xác,nhanh chóng dẫn đến  thất thốt nhiệt ra mơi trường bên ngồi - Sunphat đồng khan bị hút ẩm ,lấy và cân khơng nhanh và cẩn  thận dễ làm cho CuSO4  hút ẩm nhanh ảnh hưởng đến hiệu ứng nhiệt CuSO4 5H2O BÀI 4 : 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 Na 2S2O3 môi 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 gốc thấy dung dịch vừa chuyển sang đục bấm đồng hồ lần đọc Δt - Lặp lại thí nghiệm lần để tính giá trị trung bình TN Nồng độ ban đầu (M) Na2S2O3 [H2SO4] Δt1 Δt2 Δ t tb 16 8 140 70 38 150 75 40 145 72.5 39 Từ Δ t tb TN TN xác định m1 (tính mẫu ) t1 t2 m 1= =1 lg lg Từ Δ t tb TN TN xác định m2 (tính mẫu ) t2 t m1= =0.89 lg2 lg  Kết thu Bậc phản ứng theo Na2S2O3 ¿ m1 +m2 =0.945  Kết luận bậc phản ứng Bậc phản ứng theo Na2S2O3 ¿ m1 +m2 =0.945 2 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 (M) Na2S2O3 8 Δt1 ban đầu [H2SO4] 84 70 16 69 Δt2 85 75 70 Δ t tb 84.5 72.5 69.5 Từ Δ t tb TN TN xác định n1 (tính mẫu ) t1 t2 n1 = =0.221 lg2 lg Từ Δ t tb TN TN xác định n2 (tính mẫu ) t2 t3 n1 = =0.061 lg lg  Kết thu Bậc phản ứng theo H2SO4 ¿ n1+ n2 =0.1405  Kết luận bậc phản ứng Bậc phản ứng theo H2SO4 ¿ III Trả lời câu hỏi n1+ n2 =0.1405  Trong thí nghiệm trên,nồng độ [Na2S2O3] và của [H2SO4 ] đã ảnh  hưởng thế nào lên vận tốc phản ứng.Viết lại biểu thức tính vận tốc phản  ứng Xác định bậc của 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 của phản ứng trên có thể được viết như sau: [H2SO4 ] + [Na2S2O3 ] → Na2SO4  + H2S2O3      (1) H2S2O3   → H2SO3  + S↓    (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 xcas định thí nghiệm xem vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời ?  Trả lời : ΔC Vận tốc xác định 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 4 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 I Thực hành Bài 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH 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 H pH 11 12 13 0,9 1,1 1,3 1,5 1,9 2,3 2,5 2,7 3,3 7,2 10,5 11, 11,9 12, 8 6 7 Đường cong chuẩn độ pH 14.00 12.00 pH VNaO Thí nghiệm 1: Xác định đường cong chuẩn độ HCl NaOH 9,2 9,4 9,6 9,8 10 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) 10 10 10 C HCl =0,1067 VNaOH (ml) 10,7 10,6 10,7 CNaOH (N) CHCl (N) 0,1 0,1 0,1 0,107 0,106 0,107 Sai số 0,0003 0,0007 0,0003 Thí nghiệm 3: chuẩn độ HCl với thuốc thử metyl da cam Lần VHCl (ml) 10 10 10 C HCl =0,107 VNaOH (ml) 10,7 10,8 10,6 CNaOH (N) 0,1 0,1 0,1 CHCl (N) Sai số 0,107 0,108 0,106 0,001 0,001 Thí nghiệm 4a: chuẩn độ CH3COOH với thuốc thử phenolphthalein Lần V C H COOH V NaOH C NaOH CCH COOH V C H COOH V NaOH C NaOH CCH COOH (ml) (N) (ml) (N) 10 8,8 0,1 0,088 10 8,7 0,1 0,087 10 8,8 0,1 0,088 Thí nghiệm 4b: chuẩn độ CH3COOH với thuốc thử metyl Lần 3 (ml) 10 10 10 III Trả lời câu hỏi: (ml) 3,4 3,6 3,1 (N) 0,1 0,1 0,1 (N) 0,034 0,036 0,031 Khi thay đổi nồng độ HCl NaOH, đường cong chuẩn độ có thay đổi hay khơng? 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: C HCl V HCl =C NaOH V NaOH với việc V HCl C NaOH 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 khơng 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 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 không? Tại sao? Trả lời: Không thay đổi chất phản ứng vậy, phản ứng trung hòa  ... hành : Nhiệt độ 0C t1 t2 Lần 26 .5 23 Lần 26 22  Cơng thức tính : Q=( m0 c0 + mH c H + m NH Cl c NH Cl ) ( t 2? ??t ) 2  Q1=( 2. 27+ 50+4 )( 23 ? ?26 .5 )=−196.945(cal)  Q2 =( 2. 27+50+ )( 22 ? ?26 )=? ?22 5.08... t2 Lần 26 25 Lần 25 25 t3 31.5  Cơng thức tính : 31 ( Q=( m0 c +m HCl c HCl + mNaOH c NaOH ) t 3− ≈ 313. 62 (31.5− 26 +25 ) 25 +25  Q =( 2. 27+ 25 +25 ) (31− ) ≈313. 62 t +t 2 )  Q1=( 2. 27+ 25 +25 ... định m2 (tính mẫu ) t2 t m1= =0.89 lg2 lg  Kết thu Bậc phản ứng theo Na2S2O3 ¿ m1 +m2 =0.945  Kết luận bậc phản ứng Bậc phản ứng theo Na2S2O3 ¿ m1 +m2 =0.945 2 Xác định bậc phản ứng H2SO4 