Đang tải... (xem toàn văn)
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG (THÍ NGHIỆM) LỚP TN01, NHÓM 01 STT Họ và tên MSSV 1 Huỳnh Gia An 2112730 2 Nguyễn Gia Bảo.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA ĐẠI CƯƠNG (THÍ NGHIỆM) LỚP TN01, NHĨM 01 STT Họ tên MSSV Huỳnh Gia An 2112730 Nguyễn Gia Bảo 2112870 Giảng viên hướng dẫn: Cô Trần Thị Thanh Thúy BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG Ngày TN: Thứ tư, ngày 22 tháng năm 2022 I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 1: Tìm 𝑚0 𝑐0 Nhiệt độ ℃ 𝑡1 𝑡2 𝑡3 𝑚0 𝑐0 (cal/độ) Lần 31 64,5 48,5 4,69 Ta có: 𝑚0 𝑐0 = 𝑚𝑐 [ Trong đó: Lần 31 65 48,8 4,94 (𝑡3 −𝑡1 )−(𝑡2 −𝑡3 ) 𝑡2 −𝑡3 ] 𝑚: khối lượng 50ml nước 𝑐: nhiệt dung riêng nước (1 cal/g.độ) Lần 1: 𝑚𝑜 𝑐0 = 50.1 [ (48,5−31)−(64,5−48,5) Lần 2: 𝑚0 𝑐0 ′ = 50.1 [ 𝑚𝑜 𝑐0𝑇𝐵 = 𝑚0 𝑐0 +𝑚0 𝑐0 ′ 64,5−48,5 (48,8−31)−(65−48,8) 65−48,8 = 4,69+4,94 ] = 4,6875 ≈ 4,69 (cal/độ) ] = 4,9383 ≈ 4,94 (cal/độ) = 4,82 (cal/độ) Thí nghiệm 2: Hiệu ứng nhiệt phản ứng trung hòa HCl NaOH Nhiệt độ ℃ 𝑡1 𝑡2 𝑡3 Q (cal) 𝑄𝑡𝑟𝑢𝑛𝑔 𝑏ì𝑛ℎ (cal) ∆𝐻 (cal/mol) Lần 30,8 31 35 228,862 234,444 -9377,76 Lần 30,9 30,9 35,2 240,026 Dung dịch muối tích 𝑉 = 50ml, khối lượng riêng 𝑑 = 1,02 g/ml nhiệt dung riêng 𝑐 = (cal/g.độ) Khối lượng dung dịch: 𝑚𝑑𝑑 = 𝑑𝑉 = 51 (𝑔) 𝑄 = (𝑚0 𝑐0 + 𝑚𝑐)∆𝑡 ∆𝐻 = Ta có: −𝑄 𝑛 (Tính mẫu giá trị Q) Lần 1: ∆𝑡 = 𝑡3 − 𝑡1 +𝑡2 = 35 − 30,8+31 = 4,1 (℃) 𝑄1 = (𝑚0 𝑐0 + 𝑚𝑐)∆𝑡 = (4,82 + 51.1) 4,1 = 224,762 (cal) ∆𝐻 = −𝑄𝑡𝑟𝑢𝑛𝑔 𝑏ì𝑛ℎ 𝑛 = −234,444 0,025 = −9377,76 (cal/mol) ∆𝐻 < => Phản ứng tỏa nhiệt Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan 𝐶𝑢𝑆𝑂4 khan Nhiệt độ ℃ 𝑡1 𝑡2 Q (cal) ∆𝐻 (cal/mol) ∆𝐻𝑡𝑏 (cal/mol) Lần 31 37 352,92 -14116,8 -14195,227 Lần 31 36,9 347,038 -13881,52 Lần 31 37,2 364,684 -14587,36 −𝑄 Ta có: 𝑄 = (𝑚0 𝑐0 + 𝑚𝑐)∆𝑡 ∆𝐻 = Trong đó: m: khối lượng dung dịch 𝐶𝑢𝑆𝑂4 𝑛 c: nhiệt dung riêng dung dịch 𝐶𝑢𝑆𝑂4 (≈ 1cal/g.độ) (Tính mẫu giá trị Q ∆𝐻) Số mol 𝐶𝑢𝑆𝑂4 : 𝑛 = 160 = 0,025 (𝑚𝑜𝑙) Lần 1: 𝑄1 = (𝑚0 𝑐0 + 𝑚𝑐)∆𝑡 = (4,82 + 54.1)(37 − 31) = 352,92 (𝑐𝑎𝑙) => ∆𝐻1 = ∆𝐻𝑡𝑏 = −𝑄1 𝑛 = −352,92 0,025 ∆𝐻1 +∆𝐻2 +∆𝐻3 = −14116,8 (cal/mol) = −14195,227 (cal/mol) ∆𝐻 < => Phản ứng tỏa nhiệt Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hịa tan 𝑁𝐻4 𝐶𝑙 Nhiệt độ ℃ Lần Lần 𝑡1 31 31 𝑡2 28 28,5 Q (cal) -176,46 -147,05 ∆𝐻 (cal/mol) 2360,1525 1966,7938 ∆𝐻𝑡𝑏 (cal/mol) 2163,4732 Ta có: 𝑄 = (𝑚0 𝑐0 + 𝑚𝑐)∆𝑡 ∆𝐻 = Trong đó: −𝑄 𝑛 𝑚: khối lượng dung dịch 𝑁𝐻4 𝐶𝑙 𝑐: nhiệt dung riêng dung dịch 𝑁𝐻4 𝐶𝑙 (≈ cal/g.độ) (Tính mẫu giá trị Q ∆𝐻) Số mol 𝑁𝐻4 𝐶𝑙: 𝑛 = 53,5 = 107 = 0,0748 (𝑚𝑜𝑙) Lần 1: 𝑄1 = (𝑚0 𝑐0 + 𝑚𝑐)∆𝑡 = (4,82 + 54.1)(28 − 31) = −176,46 (𝑐𝑎𝑙) => ∆𝐻1 = ∆𝐻𝑡𝑏 = −𝑄1 𝑛 = ∆𝐻1 +∆𝐻2 176,46 8/107 = 2360,1525 (cal/mol) = 2163,4732 (cal/mol) ∆𝐻 > => Phản ứng thu nhiệt II CÂU HỎI ∆𝐻𝑡ℎ phản ứng 𝐻𝐶𝑙 + 𝑁𝑎𝑂𝐻 → 𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝐻2 𝑂 tính theo số mol HCl hay NaOH cho 25ml dung dịch HCm 2M tác dụng với 25ml dung dịch NaOH 1M? Tại sao? Trả lời Ta có phương trình phản ứng: 𝐻𝐶𝑙 + 𝑁𝑎𝑂𝐻 → 𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝐻2 𝑂 Ban đầu: 0,05 0,025 (mol) Phản ứng: 0,025 0,025 (mol) Còn lại: 0,025 (mol) Ta thấy NaOH hết HCl dư nên ∆𝐻𝑡ℎ phản ứng tính theo NaOH 2 Nếu thay HCl 1M 𝐻𝑁𝑂3 1M kết thí nghiệm có thay đổi hay không? Trả lời Nếu ta thay HCl 1M 𝐻𝑁𝑂3 1M kết thí nghiệm khơng thay đổi 𝐻𝑁𝑂3 axit mạnh phân li hoàn toàn tác dụng với NaOH phản ứng trung hịa Tính ∆𝐻3 lý thuyết theo định luật Hess So sánh với kết thí nghiệm Hãy xem ngun nhân gây sai số thí nghiệm này: - Mất nhiệt nhiệt lượng kế - Do nhiệt kế - Do dụng cụ đong thể tích hóa chất - Do cân - Do sunfat đồng bị hút ẩm - Do lấy nhiệt dung riêng dung dịch sunfat đồng cal/g.độ Theo em, sai số quan trọng nhất? Cịn ngun nhân khác khơng? Trả lời Theo định luật Hess: ∆𝐻3 = ∆𝐻1 + ∆𝐻2 = −18,7 + 2,8 = −15,9 (kcal/mol) Theo thực nghiệm: ∆𝐻𝑡𝑏 = −14195,227 (cal) = −14,195 (kcal/mol) Theo em, sai số nhiệt nhiệt lượng kế sunfat đồng bị hút ẩm quan trọng Do trình thực thí nghiệm, thao tác khơng nhanh chóng BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG Ngày TN: Thứ tư, ngày 22 tháng 06 năm 2022 I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 1: Bậc phản ứng theo 𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 TN Nồng độ ban đầu (M) 𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 𝐻2 𝑆𝑂4 0,01 0,08 0,02 0,08 0,04 0,08 ∆𝑡1 ∆𝑡2 120 55 32 121 61 31 ∆𝑡𝑇𝐵 120,5 58 31,5 Từ ∆𝑡𝑇𝐵 TN1 TN2 xác định 𝑚1 (tính mẫu): 𝑚1 = ∆𝑡 log (∆𝑡𝑇𝐵1 ) 𝑇𝐵2 𝑙𝑜𝑔2 120,5 ) 𝑙𝑜𝑔 ( 58 ≈ 1,055 = 𝑙𝑜𝑔2 Từ ∆𝑡𝑇𝐵 TN2 TN3 xác định 𝑚2 : 𝑚2 ≈ 0,881 Bậc phản ứng theo 𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 = 𝑚1 +𝑚2 = 1,055+0,881 = 0,968 Thí nghiệm 2: Bậc phản ứng theo 𝐻2 𝑆𝑂4 TN [𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 ] [𝐻2 𝑆𝑂4 ] 0,02 0,04 0,02 0,08 0,02 0,16 ∆𝑡1 55 49 50 ∆𝑡2 61 55 52 Từ ∆𝑡𝑇𝐵 TN1 TN2 xác định 𝑛1 (tính mẫu): 𝑛1 = ∆𝑡 log (∆𝑡𝑇𝐵1 ) 𝑇𝐵2 𝑙𝑜𝑔2 58 𝑙𝑜𝑔 ( ) 52 ≈ 0,158 = 𝑙𝑜𝑔2 Từ ∆𝑡𝑇𝐵 TN2 TN3 xác định 𝑛2 : 𝑛2 ≈ 0,029 Bậc phản ứng theo 𝐻2 𝑆𝑂4 = 𝑛1 +𝑛2 = 0,158+0,029 = 0,094 ∆𝑡𝑇𝐵 58 52 51 II TRẢ LỜI CÂU HỎI Trong TN trên, nồng độ 𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 𝐻2 𝑆𝑂4 ảnh hưởng lên vận tốc phản ứng? Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng Xác định bậc phản ứng Trả lời Nồng độ 𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng Nồng độ 𝐻2 𝑆𝑂4 không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng Biểu thức tính vận tốc phản ứng: 𝑣 = 𝑘 [𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 ]𝑚 [𝐻2 𝑆𝑂4 ]𝑛 Trong đó: 𝑘: số tốc độ phản ứng nhiệt độ định 𝑚: bậc phản ứng theo 𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 ( = 0,968) 𝑛: bậc phản ứng theo 𝐻2 𝑆𝑂4 ( = 0,094) Bậc phản ứng: 𝑚 + 𝑛 = 0,968 + 0,094 = 1,062 Cơ chế phản ứng viết sau: 𝐻2 𝑆𝑂4 + 𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 → 𝑁𝑎2 𝑆𝑂4 + 𝐻2 𝑆2 𝑂3 (1) 𝐻2 𝑆2 𝑂3 → 𝐻2 𝑆𝑂3 + 𝑆 ↓ (2) Dựa vào kết TN kết luận phản ứng (1) hay (2) phản ứng định vận tốc phản ứng tức phản ứng xảy chậm không? Tại sao? Lưu ý TN trên, lượng axit 𝐻2 𝑆𝑂4 luôn dư so với 𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 Trả lời Phản ứng (1) phản ứng trao đổi ion nên tốc độ xảy nhanh Phản ứng (2) phản ứng tự oxy hóa khử nên tốc độ chậm Nên phản ứng (2) phản ứng định vận tốc phản ứng Dựa sở phương pháp TN vận tốc xác định TN xem vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời? Trả lời Ta có: 𝑣 = ∆𝐶 ∆𝑡 Do ∆𝐶 ≈ nên vận tốc xác định TN xem vận tốc tức thời 4 Thay đổi thứ tự cho 𝐻2 𝑆𝑂4 𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 bậc phản ứng có thay đổi hay không, sao? Khi thay đổi thứ tự 𝐻2 𝑆𝑂4 𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3 bậc phản ứng khơng thay đổi bậc phản ứng khơng phụ thuộc vào thứ tự chất phản ứng mà phụ thuộc nhiệt độ chất phản ứng BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI PHÂN TÍCH THỂ TÍCH Ngày TN: Thứ tư, ngày 06 tháng 04 năm 2022 I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Xử lý kết thí nghiệm Thí nghiệm 2: Chuẩn độ HCl với Phenolphtalein Lần 𝑉𝐻𝐶𝑙 (ml) 10 10 10 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 (ml) 11,15 11,3 11,4 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 (N) 0,1 0,1 0,1 Ta có: 𝐶𝐻𝐶𝑙 𝑉𝐻𝐶𝑙 = 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 => 𝐶𝐻𝐶𝑙 = Lần 1: 𝐶𝐻𝐶𝑙1 = 0,1.11,15 10 𝐶𝐻𝐶𝑙 (N) 0,1115 0,113 0,114 Sai số 0,0013 0,0002 0,0012 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑉𝐻𝐶𝑙 = 0,1115 (N) 𝐶 +𝐶 +𝐶𝐻𝐶𝑙3 0,1115+0,113+0,114 ̅̅̅̅̅̅ 𝐶𝐻𝐶𝑙 = 𝐻𝐶𝑙1 𝐻𝐶𝑙2 = = 0,1128 (N) 3 Thí nghiệm 3: Chuẩn độ HCl với Metyl da cam Lần 𝑉𝐻𝐶𝑙 (ml) 10 10 10 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 (ml) 11,25 10,9 10,8 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 (N) 0,1 0,1 0,1 Ta có: 𝐶𝐻𝐶𝑙 𝑉𝐻𝐶𝑙 = 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 => 𝐶𝐻𝐶𝑙 = Lần 1: 𝐶𝐻𝐶𝑙1 = 0,1.11,25 10 𝐶𝐻𝐶𝑙 (N) 0,1125 0,109 0,108 Sai số 0,0023 0,0035 0,0045 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑉𝐻𝐶𝑙 = 0,1125 (N) 𝐶 +𝐶 +𝐶𝐻𝐶𝑙3 0,1125+0,109+0,108 ̅̅̅̅̅̅ 𝐶𝐻𝐶𝑙 = 𝐻𝐶𝑙1 𝐻𝐶𝑙2 = = 0,1102 (N) 3 Thí nghiệm 4a: Chuẩn độ 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 với Phenolphtalein Lần 𝑉𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 (ml) 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 (ml) 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 (N) 𝐶𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 (N) 10 10 10 9,6 9,6 9,5 0,1 0,1 0,1 0,096 0,096 0,095 Ta có: 𝐶𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 𝑉𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 = 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 => 𝐶𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 = Lần 1: 𝐶𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻1 = 0,1.9,6 10 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑉𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 = 0,096 (N) 𝐶𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻1 +𝐶𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻2 +𝐶𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻3 0,096+0,096+0,095 ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ 𝐶𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 = = = 0,0957 (N) 3 Thí nghiệm 4b: Chuẩn độ 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 với Metyl da cam Ta kết khơng xác => Khơng nên chuẩn độ axit yếu Metyl da cam II TRẢ LỜI CÂU HỎI Khi thay đổi nồng độ HCl NaOH, đường cong chuẩn độ có thay đổi hay khơng, sao? Trả lời Khi thay đổi nồng độ HCl NaOH, đường cong chuẩn độ khơng thay đổi đương lượng phản ứng chất khơng đổi, có bước nhảy thay đổi Nếu nồng độ nhỏ, bước nhảy nhỏ ngược lại Việc xác định nồng độ axit HCl thí nghiệm cho kết xác hơn, sao? Trả lời Phenolphtalein cho kết xác bước nhảy pH phenolphtalein khoảng 8-10 Bước nhảy Metyl da cam 3,1-4,4 mà điểm tương đương hệ (do axit mạnh tác dụng với bazơ mạnh) Từ kết thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic thị màu xác hơn, sao? Trả lời Việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic phenolphtalein xác bước nhảy pH phenolphtalein khoảng 8-10 Bước nhảy Metyl da cam 3,1-4,4 mà điểm tương đương hệ >7 (do axit yếu tác dụng với bazơ mạnh) 4 Trong phép phân tích thể tích, đổi vị trí NaOH axit kết có thay đổi khơng, sao? Trả lời Kết khơng thay đổi chất phản ứng khơng thay đổi, phản ứng trung hòa chất thị đổi màu điểm tương đương ... thuộc nhiệt độ chất phản ứng BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI PHÂN TÍCH THỂ TÍCH Ngày TN: Thứ tư, ngày 06 tháng 04 năm 2022 I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Xử lý kết thí nghiệm Thí nghiệm 2: Chuẩn độ HCl với Phenolphtalein...BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG Ngày TN: Thứ tư, ngày 22 tháng năm 2022 I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 1: Tìm