ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG Giảng viên hướng dẫn Trần Thị Thanh Thúy LỚP L51 NHÓM 4 Phạm Nguyễn Thành Danh 2110072 Ngô Triết An 2112736[.]
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HĨA ĐẠI CƯƠNG Giảng viên hướng dẫn: Trần Thị Thanh Thúy LỚP: NHÓM: L51 Phạm Nguyễn Thành Danh Ngô Triết An Nguyễn Thị Thanh Diệu 2110072 2112736 2110906 Thành phố Hồ Chí Minh – 2022 i MỤC LỤC BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 1 Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung nhiệt lượng kế .1 Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt phản ứng trung hịa HCl NaOH Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan CuSO4 – Kiểm tra định luật Hess: Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan NH4Cl .2 II TRẢ LỜI CÂU HỎI BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Bậc phản ứng theo Na2 S 2O 3: Bậc phản ứng theo H SO : II TRẢ LỜI CÂU HỎI BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Vẽ đồ thị Thí nghiệm ( chất thị Phenol phtalein) Thí nghiệm (chất thị Metyl da cam) 10 Thí nghiệm ( chất thị Phenol phtalein) 11 Thí nghiệm (chất thị Metyl da cam) 11 II TRẢ LỜI CÂU HỎI 12 PHỤ LỤC 14 ii BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung nhiệt lượng kế Nhiệt độ (℃ ) Lần 32 57 45 4,17 t1 t2 t3 m0 c ¿ m0 c 0=mc ( t3 −t1 ) −(t 2−t 3) t 2−t =50 ( 45−32 )−(57−45) =4,17 ( cal /độ ) 57−45 Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt phản ứng trung hòa HCl NaOH Nhiệt độ (℃ ) Lần 31 28 37 413,775 t1 t2 t3 Q ( cal ) Qtb ( cal ) ∆ H ( cal/mol ) 413,775 -16551 Lần 31 28 37 413,775 m NaCl c NaCl =( V NaOH + V HCl ) 1,02=( 25+25 ) 1,02=51(cal / độ) ( Q1=( m0 c +m NaCl c NaCl ) t 3− ) ( ) t +t 31+28 =( 4,17 +51 ) 37− =413,775 (cal ) 2 Tính tương tự cho Q2, ta được: Q2=413,775(cal) Qtb = Q 1+ Q2 413,775+ 413,775 = =413,775(cal) 2 ∆H= −Q tb −413,775 = =−16551 ( cal /mol ) n 0,025 Do ∆ H < nên phản ứng tỏa nhiệt Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan CuSO4 – Kiểm tra định luật Hess: Nhiệt độ (℃ ) Lần 33 39 349,02 -13960,8 t1 t2 Q ( cal ) ∆ H ( cal/mol ) ∆ H tb ( cal/ mol ) -13960,8 Lần 32 38 349,02 -13960,8 m = =0,025(mol) M 160 nCuS O = Q1=mc ∆ t=( m0 c 0+ mnước c nước +mCuS O c CuS O ) ( t 2−t )= ( 4,17+50+ ) ( 39−33 )=349,02(cal) ∆ H 1= −Q1 −349,02 = =−13960,8 ( cal/mol ) n 0,025 Tính tương tự cho Q2 ΔH2, ta được: Q2=349,02 ( cal ) , ∆ H 2=−13960,8 ( cal/mol ) ∆ H tb = ∆ H + ∆ H −13960,8−13960,8 = =−13960,8¿ 2 Do ∆ H tb 0 nên phản ứng thu nhiệt II.TRẢ LỜI CÂU HỎI Câu 1: ΔHth phản ứng HCl + NaOH → NaCl + H 2O tính theo số mol HCl hay NaOH cho 25ml dung dịch HCl 2M tác dụng với 25ml dung dịch NaOH 1M Tại sao? Ban đầu (mol) Phản ứng (mol) Còn lại (mol) HCl 0,05 0,025 0,025 + NaOH 0,025 0,025 → NaCl 0,025 0,025 + H2 O 0,025 0,025 - Vì NaOH hết HCl dư nên ΔHth phản ứng tính theo NaOH - Lượng HCl dư làm mơi trường, khơng tham gia phản ứng khơng sinh nhiệt Câu 2: Nếu thay HCl 1M HNO3 1M kết thí nghiệm có thay đổi hay khơng? Phương trình 1: −¿ HCl ( aq) + NaOH ( aq ) → NaCl (aq )+ H O(aq ) H +¿ (aq)+ OH (aq) → H O (aq) ¿ ¿ Phương trình 2: HN O 3( aq) + NaOH (aq ) → NaN O 3(aq )+ H O ( aq ) −¿ H +¿ (aq)+ OH (aq) → H O (aq) ¿ ¿ - Kết thí nghiệm khơng thay đổi HCl HNO3 axit mạnh phân ly hoàn toàn Đồng thời phản ứng thí nghiệm phản ứng trung hòa - Khi thay vào Q = mcΔt, m c thay đổi biến đổi nên Q ΔH khơng đổi Câu 3: Tính ΔH3 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/mol.độ Theo em, sai số quan trọng nhất? Cịn ngun nhân khác khơng? - Theo định luật Hess: ∆ H (¿) =∆ H 1+ ∆ H 2=−18,7+ 2,8=−15,9 ¿ - Theo thực nghiệm: ∆ H ( tn )=−13960,8 ¿ → Chênh lệch tương đối - Theo em, nguyên nhân trên, sunfat đồng bị hút ẩm ngậm nước quan trọng tạo CuSO4.5H2O, làm ảnh hưởng đến hiệu ứng nhiệt - Ngồi ra, thao tác thí nghiệm nguyên nhân quan trọng, chưa đặt nhiệt kế đủ nhanh làm nhiệt lượng bị thất thoát BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Bậc phản ứng theo Na S2 O3: TN Nồng độ ban đầu (M) ∆ t (s ) ∆ t (s) ∆ t TB (s) 0,08 99 91 95 0,08 0,08 45 45 45 0,16 0,08 23 25 24 Na S2 O3 H S O4 0,04 Từ ∆ t TB TN1 TN2 xác định m1 (tính mẫu) Từ ∆ t TB TN2 TN3 xác định m2 Bậc phản ứng theo Na S2 O3 Bậc phản ứng theo H S O4 : TN Nồng độ ban đầu (M) ∆ t (s ) ∆ t (s) ∆ t TB ( s) Na S2 O3 H S O4 0,08 0,04 49 49 49 0,08 0,08 46 46 46 0,08 0,16 41 41 41 Từ ∆ t TB TN1 TN2 xác định n1 (tính mẫu) Từ ∆ t TB TN2 TN3 xác định n2 Bậc phản ứng theo II.TRẢ LỜI CÂU HỎI Câu 1: Trong thí nghiệm trên, nồng độ ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng? Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng Xác định bậc phản ứng Trả lời: - Nồng độ - Nồng độ tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng không ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng - Biểu thức tính vận tốc: Trong đó: k: số tốc độ phản ứng nhiệt độ định m=0,992 : bậc phản ứng theo n=0,129: bậc phản ứng theo - Bậc phản ứng ¿ 0,992+0,129=1,121 Câu 2: Cơ chế phản ứng viết sau: Na S2 O 3+ H S O → Na2 S O 4+ H S2 O3 (1) H S O3 → H S O + 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 hay không? Tại sao? Lưu ý thí nghiệm trên, lượng axit H S O4 ln dư so với Na S2 O3 Trả lời: Phản ứng (1) phản ứng trao đổi ion nên tốc độ xảy nhanh Phản ứng (2) phản ứng tự oxi hoá khử nên tốc độ xảy chậm Phản ứng (2) định tốc độ phản ứng, phản ứng xảy chậm bậc phản ứng (2) bậc phản ứng Câu 3: Dựa sở phương pháp thí nghiệm vận tốc xác định thí nghiệm xem vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời? Trả lời: Ta có: Do (lưu huỳnh có biến thiên nồng độ không đáng kể khoảng thời gian ∆ t ) nên vận tốc TN xem vận tốc tức thời Câu 4: Thay đổi thứ tự cho bậc phản ứng có thay đổi hay không? Tại sao? Trả lời: Bậc phản ứng không thay đổi nhiệt độ xác định, bậc phản ứng phụ thuộc vào chất hệ (nồng độ, nhiệt độ, diện tích bề mặt tiếp xúc, áp suất) mà không phụ thuộc vào thứ tự chất phản ứng BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Vẽ đồ thị pH 12 10 Khoảng chuyển màu Phenol phtalein Bước nhảy pH 76 pH tương đương 2 10 12 14 pH điểm tương đương: Bước nhảy pH: từ pH 3,36 đến pH 10,56 Chất thị thích hợp: Phenol phtalein Thí nghiệm ( chất thị Phenol phtalein) Lần V HCl ( ml ) V NaOH ( ml ) C NaOH ( N ) C HCl ( N ) Sai số VNaOH C HCl (1)= 10 10 10 10,5 10,5 10,6 0,1 0,1 0,1 0,105 0,105 0,106 0,00033 0,00033 0,00067 Sai số 0,00033 0,00067 0,00033 C NaOH V 1NaOH 0,1.10,5 = =0,105 ( N ) V 1HCl 10 Tính tương tự cho C HCl (2) ,C HCl(3) C HCltb = 0,105+0,105+ 0,106 =0,10533 ( N ) ∆ C HCl (1)=|C HCltb −C HCl (1)|=0,10533−0,105=0,00033( N ) Tính tương tự cho ∆ C HCl (2) , ∆ C HCl ( 3) ∆ C HCl tb= 0,00033+ 0,00033+0,00067 =0,00044 (N ) C HCl =0,10533 ± 0,00044(N ) Thí nghiệm (chất thị Metyl da cam) Lần C HCl (1)= V HCl ( ml ) V NaOH ( ml ) C NaOH ( N ) C HCl ( N ) 10 10 10 10,4 10,5 10,4 0,1 0,1 0,1 0,104 0,105 0,104 C NaOH V 1NaOH 0,1.10,4 = =0,104 ( N ) V 1HCl 10 Tính tương tự cho C HCl (2) ,C HCl(3) C HCltb = 0,104 +0,105+0,104 =0,10433 ( N ) ∆ C HCl (1)=|C HCltb −C HCl (1)|=¿ 0,10533−0,105∨¿ 0,00033(N ) Tính tương tự cho ∆ C HCl (2) , ∆ C HCl ( 3) ∆ C HCl tb= 0,00033+ 0,00033+0,00067 =0,00044 (N ) 10 C HCl =0,10433 ± 0,00044( N ) Thí nghiệm ( chất thị Phenol phtalein) Lần V C H COOH ( ml ) V NaOH ( ml ) C NaOH ( N ) 10 10 10 9,8 10 10 0,1 0,1 0,1 C CH COOH(1)= CCH COOH (N ) Sai số 0,00133 0,00067 0,00067 (N ) Sai số 0,00033 0,00067 0,00033 0,098 0,10 0,10 C 1NaOH V NaOH 0,1.9,8 = =0,098 ( N ) V CH COOH (1 ) 10 Tính tương tự cho C CH COOH(2) ,C CH COOH (3 ) CCH COOHtb = 0,098+0,1+0,1 =0,09933 ( N ) ∆ C CH COOH (1) =|CCH 3COOH tb−CCH COOH (1 )|=¿ 0,098−0,0933∨¿ 0,00133 (N) Tính tương tự cho ∆ C CH COOH (2) , ∆ C CH COOH(3) ∆ CCH CCH 3 COOH tb COOH = 0,00133+0,00067+ 0,00067 =0,00089(N ) =0,09933 ± 0,00089(N ) Thí nghiệm (chất thị Metyl da cam) Lần V C H COOH ( ml ) V NaOH ( ml ) C NaOH ( N ) 10 10 10 2,7 2,6 2,7 0,1 0,1 0,1 C CH COOH(1)= CCH COOH 0,027 0,026 0,027 C 1NaOH V NaOH 0,1.2,7 = =0,027 ( N ) V CH COOH (1 ) 10 Tính tương tự cho C CH COOH(2) ,C CH COOH (3 ) CCH COOHtb = 0,027+0,26+ 0,027 =0,02667 ( N ) ∆ C CH COOH (1) =|CCH 3COOH tb −CCH COOH (1 )|=¿ 0,02667−0,0027∨¿ 0,00033( N ) 11 Tính tương tự cho ∆ C CH COOH (2) , ∆ C CH COOH(3) ∆ CCH CCH 3 COOH tb COOH = 0,00033+0,00067+ 0,00033 =0,00044(N ) =0,02667 ± 0,00044 (N) II.TRẢ LỜI CÂU HỎI Câu 1: Khi thay đổi nồng độ HCl NaOH, đường cong chuẩn độ có thay đổi hay không, sao? Thay đổi nồng độ HCl NaOH đường cong chuẩn độ thay đổi đương lượng phản ứng chất không thay đổi, điểm pH tương đương không thay đổi, nhiên bước nhảy pH thay đổi Nếu dùng nồng độ nhỏ bước nhảy nhỏ ngược lại Câu 2: Việc xác định nồng độ axit HCl thí nghiệm cho kết xác hơn, sao? Phenol phtalein giúp ta xác định xác bước nhảy pH Phenol phtalein khoảng từ 8-10 Bước nhảy metyl orange 3.1-4.4 mà điểm tương đương hệ (do axit mạnh tác dụng với bazơ mạnh tạo muối trung hịa) nên thí nghiệm (phenol phtalein) cho kết xác Một lý Phenol phtalein giúp xác định màu tốt hơn, rõ ràng Do từ màu trắng sang hồng nhạt, dễ nhận thấy Metyl Orange màu đỏ sang sang vàng cam Câu 3: Từ kết thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic thị màu xác hơn, sao? Phenol phtalein giúp ta xác định xác pH chuyển màu phenol phtalein khoảng từ 8-10, pH chuyển màu Metyl Orange 3.1-4.4 Với thí nghiệm cho Axit yếu tác dụng với Bazo mạnh (CH3COOH tác dụng NaOH), điểm pH tương đương khơng cịn xấp xỉ mà lớn tương đối nhiều, lí muối phản ứng tạo thành muối axit yếu bazo mạnh nên có tính bazo Bên cạnh đó, bước nhảy pH thay đổi dẫn đến pH chuyển màu Metyl Orange khơng cịn nằm bước nhảy pH nữa, không dùng Metyl Orange làm chất thị Một lý Phenol phtalein giúp xác định màu tốt hơn, rõ ràng Do từ màu trắng sang hồng nhạt, dễ nhận thấy Metyl Orange màu đỏ sang sang vàng cam 12 Câu 4: Trong phép phân tích thể tích đổi vị trí NaOH axit kết có thay đổi khơng, sao? Trong phép phân tích thể tích đổi vị trí NaOH axit kết khơng thay đổi, phản ứng trung hịa Tuy nhiên, thay đổi vị trí khó xác định màu lúc Phenol Phtalein chuyển từ màu tím đậm sang hồng tới suốt 13 PHỤ LỤC 14 15 16 ... xảy nhanh Phản ứng (2) phản ứng tự oxi hoá khử nên tốc độ xảy chậm Phản ứng (2) định tốc độ phản ứng, phản ứng xảy chậm bậc phản ứng (2) bậc phản ứng Câu 3: Dựa sở phương pháp thí nghiệm vận... m=0,9 92 : bậc phản ứng theo n=0, 129 : bậc phản ứng theo - Bậc phản ứng ¿ 0,9 92+ 0, 129 =1, 121 Câu 2: Cơ chế phản ứng viết sau: Na S2 O 3+ H S O → Na2 S O 4+ H S2 O3 (1) H S O3 → H S O + S ↓ (2) ...MỤC LỤC BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 1 Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung nhiệt lượng kế .1 Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt phản ứng trung