(TIỂU LUẬN) báo cáo THÍ NGHIỆMHÓA đại CƯƠNG bài 2 NHIỆT PHẢN ỨNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC ––————— BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG Giảng viên: Võ Nguyễn Lam Uyên Lớp: L45 Nhóm: 01 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồ Hồng An_2112738 Lê Thiên Cao_2110831 Trương Tiến Dũng_2113083 TP.Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học MỤC LỤC Bài 1: KỸ THUẬT PHỊNG THÍ NGHIỆM I Giới thiệu dụng cụ 1 Các dụng cụ thủy tinh a) Dụng cụ để chứa hóa chất b) Dụng cụ để lấy hóa chất 2 Một số loại máy thông dụng Một số thao tác a) Dụng cụ thí nghiệm3 b) Cách đọc số dụng cụ đo thể tích II Thực hành Thí nghiệm 1: Sử dụng pipet Thí nghiệm 2: Sử dụng buret Thí nghiệm 3: Chuẩn độ oxi hóa - khử 4 Thí nghiệm 4: Pha lỗng dung dịch 5 Thí nhiệm 5: Kiểm tra nộng độ axit pha loãng Bài 2: NHIỆT PHẢN ỨNG I Mục đích thí nghiệm II Tiến hành thí nghiệm Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung nhiệt lượng kế a) Mơ tả thí nghiệm b) Cơng thức tính m0c0 c) Kết thu Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt phản ứng trung hịa HCl NaOH a) Mơ tả thí nghiệm b) Cơng thức tính Q H c) Kết thu d) Kết luận 10 Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hịa tan CuSO4 khan - kiểm tra định luật Hess 10 a) Mơ tả thí nghiệm 10 b) Cơng thức tính Q H 11 c) Kết thu 11 d) Kết luận 12 Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hịa tan NH4Cl 12 a) Mơ tả thí nghiệm 12 b) Cơng thức tính Q H 13 c) Kết thu 13 III Trả lời câu hỏi 14 Câu hỏi 14 Câu hỏi 15 Câu hỏi 15 Bài 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 16 I Mục đích thí nghiệm 16 II Tiến hành thí nghiệm 16 Thí nghiệm 1: Xác định bậc phản ứng theo 16 a) Mơ tả thí nghiệm 16 b) Kết thu 17 c) Kết luận 18 Thí nghiệm 2: Xác định bậc phản ứng theo 18 a) Mơ tả thí nghiệm 18 Na2S2O3 H2SO4 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học b) Kết thu .19 c) Kết luận 20 III Trả lời câu hỏi 20 Câu hỏi 20 Câu hỏi 21 Câu hỏi 21 Câu hỏi 22 Bài 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH 22 I Mục đích thí nghiệm 22 II Tiến hành thí nghiệm 22 Thí nghiệm 1: Xây dựng đường cong chuẩn độ axit mạnh bazơ mạnh22 a) Vẽ đường cong chuẩn độ giấy ô ly 22 b) Xác định tiếp tuyến, bước nhảy pH, pH tương tương .23 Thí nghiệm 2: Chuẩn độ axit mạnh- bazơ mạnh với thuốc thử phenolphtalein 23 a) Mơ tả thí nghiệm 23 b) Sự thay đổi màu thị phenolphtalein 24 c) Kết thu 24 d) Tính nồng độ đương lượng dung dịch HCl 24 e) Kết luận 25 Thí nghiệm 3: Chuẩn độ axit mạnh - bazơ mạnh với thuốc thử methyl da cam .25 a) Mơ tả thí nghiệm 25 b) Sự thay đổi màu thị metyl da cam 26 c) Kết thu 26 d) Tính nồng độ đương lượng dung dịch HCl 26 e) Kết luận 26 Thí nghiệm 4: chuẩn độ axit yếu - bazơ mạnh với thuốc thử phenolphtalein methyl da cam 26 a) Mơ tả thí nghiệm 26 b) Sự thay đổi màu thị .27 c) Kết thu 28 d) Tính nồng độ đương lượng dung dịch H 28 e) Kết luận 28 III Trả lời câu hỏi 29 Câu hỏi 29 Câu hỏi 29 Câu hỏi 29 Câu hỏi 29 CH3COO Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học Bài 1: KỸ THUẬT PHỊNG THÍ NGHIỆM I Giới thiệu dụng cụ Các dụng cụ thủy tinh a) Dụng cụ để chứa hóa chất - Cốc thủy tinh (becher): có nhiều loại với thể tích khác khau: ml, 10ml, 50 ml, 100ml, 250 ml,… - Bình tam giác (erlen): có nhiều loại với thể tích khác nhau: 50 ml, 250ml, 500ml,… - Bình cầu Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học b) Dụng cụ để lấy hóa chất - Loại tích xác: ống hút (pipet bầu) 1ml, ml, 10 ml, 25 ml,…, bình định mức (fiol) 100 ml, 250 ml, 500 ml,… Các lọai có sai số nhỏ để lấy thể tích xác - Loại có chia độ: ống nhỏ giọt (buret), ống hút (pipet khắc vạch), ống đong, loại cốc thủy tinh, bình tam giác,… Ngồi buret có độ xác cao đa số dụng cụ thủy tinh có chia độ có độ xác khơng cao Một số loại máy thông dụng Cân Cân dùng để xác định khối lượng Trong phịng thí nghiệm thường có loại cân: + Cân kỹ thuật: dùng để cân vật tương đối lớn, khối lượng nhỏ mà cân cân khoảng 0,1 g + Cân phân tích: dùng để cân vật có khối lượng nhỏ từ 100 g trở xuống đến 0,1 mg Cách sử dụng: cân Satorius + Ấn nút I/O để mở cân, chuyển chế độ cân gam nút F (Function) đến hình lên số 0,0000 g + Để bì lên đĩa cân Khi trị số ổn định, trả cân 0,0000 g hay trừ bì nút TARE hai bên bảng điều khiển + Cho từ từ vật lên cân tiến hành cân Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học + Sau cân xong, phải trả cân 0,0000 g Chú ý sử dụng cân: - Tuyệt đối không cân lần khối lượng 100 g Không ấn nút mạnh - Không ấn nút khác như: CF, O,… bàn cân Phải vệ sinh cân sau cân - Không dùng tay hay vật nặng đè lên bàn cân Một số thao tác a) Dụng cụ thí nghiệm Trước tiến hành thí nghiệm ta phải rửa dụng cụ thí nghiệm nước sau dụng cụ đo thể tích tráng lại nước cất Các dụng cụ đo hóa chất tùy thuộc vào đựng loại hóa chất mà ta tiến hành tráng dụng cụ loại hóa chất trừ bình tam giác (erlen) bình định mức (fiol) khơng tráng hóa chất b) Cách đọc số dụng cụ đo thể tích - Với dung dịch dụng cụ đo dung tích có mặt phẳng lõm xuống + Đối với dung dịch suốt ta đọc theo vạch phẳng ứng với mặt khum vệt lõm + Đối với dung dịch không suốt ta đọc theo vạch mức - Với dung dịch dụng cụ đo dung tích có mặt phẳng lồi lên + Đối với dung dịch suốt ta đọc theo vạch phẳng ứng với mặt khum vệt lồi + Đối với dung dịch không suốt ta đọc theo vạch mức Hình 1.1: Minh họa cách đọc thể tích xác Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học II Thực hành Thí nghiệm 1: Sử dụng pipet  Chuẩn bị - Dụng cụ + Pipet bầu 10 ml + Bình tam giác (erlen) 100ml + Cốc thủy tinh (becher) 100ml + Quả bóp cao su - Hóa chất:  Tiến hành Dùng pipet bầu 10 ml lấy 10 ml nước từ becher cho vào erlen (hút nước bóp cao su) Lặp lại vài lần quen với thao tác sử dụng pipet Thí nghiệm 2: Sử dụng buret  Chuẩn bị - Dụng cụ + Ống nhỏ giọt (Buret) 25 ml - giá buret + Cốc thủy tinh (becher) 100ml + Phễu nhựa - Hóa chất:  Tiến hành Dùng becher 100 ml cho nước vào buret phễu nhựa Chờ khơng cịn bọt khí buret dùng tay mở nhanh khóa buret cho phần dung dịch lấp đầy phần cuối buret Chỉnh buret vạch Dùng tay thuận điều chỉnh khóa buret 10 ml nước từ buret vào becher 100 ml Lặp lại thí nghiệm vài lần để quen với thao tác sử dụng buret Thí nghiệm 3: Chuẩn độ oxi hóa - khử  Chuẩn bị - Dụng cụ + Bình định mức (fiol) 100ml Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học - + Bình tam giác (erlen) 100ml + Cân kỹ thuật + Pipet bầu 10 ml + Đũa khuấy thủy tinh + Phễu nhựa + Ống nhỏ giọt (Buret) 25 ml - giá buret Hóa chất + + Tiến Axit oxalic + HCO HO KMnO4 0,1N  Cân 0,6 gam axit oxalic cho vào fiol 100ml, cho thêm nước cất dùng đũa thủ khuấy thành 100 ml dung dịch axit oxalic Dùng H SO Dùng pipet bầu 10 ml lấy 10 ml dung dịch axit oxalic cho vòa erlen 100 ml ml dung dịch buret chứa dung dịch K Nhỏ từ từ dung dịch KMn màu tìm nhạt dừng lại Đọc O 2KMnO 4 Phương trình hóa học tổng qt: Thí nghiệm 4: Pha loãng dung dịch  Chuẩn bị - Dụng cụ  + Bình định mức (fiol) 100ml + Ống đong + Bình tia Hóa chất + + HClO 1M Tiến hành Dùng pipet bầu 10 ml lấy 10 ml dung dịch HCl 1M cho vào bình định mức 100 ml Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học Dùng ống đong thêm nước vào đến gần vạch cổ bình sau dùng bình tia cho giọt nước vạch cổ bình Đậy nút bình, lắc Ta thu 100 ml dung dịch HCl 0,1M Thí nhiệm 5: Kiểm tra nồng độ axit pha loãng  Chuẩn bị - Dụng cụ ấ Ống nhỏ giọt (Buret) 25 ml - giá buret + Pipet bầu 10 ml + Bình tam giác (erlen) 100ml + Cốc thủy tinh (becher) 100ml + Phễu nhựa Hóa chất - dung d ch NaOH + + NaOH 0,1M + + + HCl 0,1M HphenolphtaleinO  Tiến hành L y buret tr vo ù Cho ị Cho t t ị D ng pipet b u 10 ml cho dung d ch ừừ erlen ị tr c th t ểí Đọ chuy n sang m u h ng nh t th í T nh l i n Bài 2: NHIỆT PHẢN ỨNG I Mục đích thí nghiệm Định luật Hess: “ Hiệu ứng nhiệt q trình hóa học đẳng áp đẳng tích phụ thuộc vào chất trạng thái chất đầu sản phẩm không phụ thuộc vào đường trình ” + - Hóa chất + + +  Đồng hồ bấm giây NaH2SOS4O0,4M 2 30,1M H2O Tiến hành 18 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học Chuẩn bị ống nghiệm chứa H2SO4 H2O theo bảng sau: TN Ố V (ml) - Dùng pipet khắc vạch lấy axit cho vào ống nghiệm - Dùng buret lấy - tiếp tục dùng Chuẩn bị đồng hồ bấm giây - Lần lượt cho cặp ống nghiệm vào bình tam giác sau: + Đổ nhanh axit ống nghiệm vào bình tam giác + Bấm đồng hồ + Lắc nhẹ bình tam giác cho đến∆tkhi thấy dung dịch vừa chuyển sang màu đục bấm đồng hồ lần đọc giá trị - Lặp lại thí nghiệm lần để tính giá trị trung bình b) Kết thu TN Nồng độ ban đầu (M) 22 Na S O 0,1 0,1 0,1 nồng độ Để xác định bậc phản ứng theo gian ∆t t2 thời gian ta có: 19 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học Lấy (1)/(2): Tính giá trị: Từ ∆tTB TN1 TN2 xác định n1 TB Từ ∆t = Bậc phản ứng theo H2SOn4 là+: 2 n0,085 + 0,372 =2= 0,2285 III Trả lời câu hỏi Câu hỏi c)Kếtluận TN Trong TN trên, nồng độ Na2S2O3 H2SO4 ảnh hưởng lên vận tốc phản ứng? Viết lại biểu thức vận tốc phản ứng? Xác định bậc phản ứng? Trả lời: - Trong thí nghiệm trên: + + Nồng độ bình định nghĩa : Nồng độ - Với phản V =± ∆C 20 ∆t Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học Dấu (+) tức thời là: Trong đó: k - Hằng số tốc độ phản dt n - Bậc p m - Bậc ⟹ ể ứ í - B c c a ph n Bi u th ậ n+m ct ủ Câu hỏi Cơ chế phản ứng viết sau: 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 H2SO4 luôn dư so với Na2S2O3? Trả lời: Phản ứng (1) phản ứng trao đổi ion nên xảy nhanh Phản ứng (2) phản ứng tự oxi hóa khử nên xảy chậm => Phản ứng (2) định vận tốc phản ứng phản ứng xảy chậm bậc phản ứng bậc phản ứng (2) Câu hỏi Dựa sở phương pháp TN vận tốc xác định TN Trả lời: xem vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời? Vận tốc phản ứng xác định bằng: ∆C ∆t ∆C ≈ nên vận tốc thí nghiệm xem vận tốc tức thời 21 ả Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học Câu hỏi Thay đổi thứ tự cho H2SO4 Na2S2O3 bậc phản ứng có thay đổi hay không, sao? Trả lời: Thay đổi thứ tự cho H2SO4 Na2S2O3 bậc phản ứng khơng thay đổi Vì nhiệt độ xác định bậc phản ứng không phụ thuộc vào thứ tự chất phản ứng mà phụ thuộc vào chất hệ (nồng độ, nhiệt độ, diện tích bề mặt tiếp xúc, áp suất) Bài 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH I Mục đích thí nghiệm Dựa vào việc thiết lập đường cong chuẩn độ axit manh bazơ mạnh lựa chọn chất màu phù hợp cho phản ứng chuẩn độ axit HCl dung dịch NaOH chuẩn Áp dụng chuẩn độ xác định nồng độ axit yếu II Tiến hành thí nghiệm Thí nghiệm 1: Xây dựng đường cong chuẩn độ axit mạnh bazơ mạnh a) Vẽ đường cong chuẩn độ giấy ô ly 22 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học b) Xác định tiếp tuyến, bước nhảy pH, pH tương tương - Bước nhảy pH từ 3,36 đến 10,56 Điểm pH tương đương Thí nghiệm 2: Chuẩn độ axit mạnh- bazơ mạnh với thuốc thử phenolphtalein a) Mơ tả thí nghiệm  Chuẩn bị - Dụng cụ + cốc thủy tinh (becher) 100 ml + bình tam giác (erlen) 150 ml + Buret 25 ml - giá buret + Pipet vạch 10 ml 23 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học + Phễu nhựa + Quả bóp cao su Hóa chất - + HCl + NaOH 1N + Phenolphtalein  Tiến hành Tráng buret dug dịch NaOH 1N, sau cho từ từ dung dịch NaOH 0,1N vào - buret Chỉnh buret ngang vạch Dùng pipet vạch 10 ml lấy 10 ml dung dịch HCl chưa biết nồng độ cho vào erlen, - thêm vào khoảng 10 ml nước cất giọt phenolphtalein Mở khóa buret cho từ từ dung dịch NaOH vào erlen, lắc đến dung dịch vừa - chuyển sang màu hồng nhạt bền khóa buret lại Đọc thể tích dung dịch HCl dùng Lặp lại thí nghiệm lần để tính giá trị trung bình - b) Sự thay đổi màu thị phenolphtalein 10 c) Kết thu Lần HCl d) Tính nồng độ đương lượng dung dịch HCl 1N C HCl 2N = C HCl = 24 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học 3N C HCl ⟹C NHCl e) Kết luận Chuẩn độ axit mạnh - bazơ mạnh với thuốc thử phenolphtalein dung dịch thu khơng màu có mơi trường axit có pH > 10 trường bazơ yếu pH từ - 10 Thí nghiệm 3: Chuẩn độ axit mạnh - bazơ mạnh với thuốc thử methyl da cam a) Mơ tả thí nghiệm  Chuẩn bị - Dụng cụ - + cốc thủy tinh (becher) 100 ml + bình tam giác (erlen) 100 ml + Buret 25 ml - giá buret + Pipet vạch 10 ml + Phễu nhựa + Quả bóp cao su Hóa chất + HCl + NaOH 1N + metyl da cam  Tiến hành - Tráng buret dug dịch NaOH 1N, sau cho từ từ dung dịch NaOH 0,1N vào buret Chỉnh buret ngang vạch - Dùng pipet vạch 10 ml lấy 10 ml dung dịch HCl chưa biết nồng độ cho vào erlen, thêm vào khoảng 10 ml nước cất giọt methyl da cam - Mở khóa buret cho từ từ dung dịch NaOH vào erlen, lắc đến dung dịch vừa chuyển sang màu vàng khóa buret lại Đọc thể tích dung dịch HCl dùng 25 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học - Lặp lại thí nghiệm lần để tính giá trị trung bình b) Sự thay đổi màu thị metyl da cam Chất thị methyl da cam chất có màu thay đổi khoảng pH từ 3,1 - 4,4 Trong môi trường axit, pH từ 3,1 - 4,4 methyl da cam có màu đỏ hồng, cịn mơi trường bazơ methyl da cam có màu vàng c) Kết thu Lần HCl V d) Tính nồng độ đương lượng dung dịch HCl 1N C HCl 2N C HCl 3N C HCl NHCl ⟹C e) Kết luận Chuẩn độ axit mạnh - bazơ mạnh với thuốc thử methyl da cam dung dịch thu có màu đỏ hồng có mơi trường axit pH từ 3,1 - 4,4, có màu vàng mơi trường bazơ Thí nghiệm 4: chuẩn độ axit yếu - bazơ mạnh với thuốc thử phenolphtalein methyl da cam a) Mơ tả thí nghiệm  Chuẩn bị - Dụng cụ + cốc thủy tinh (becher) 100 ml 26 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học - + bình tam giác (erlen) 100 ml + Buret 25 ml - giá buret + Pipet vạch 10 ml + Phễu nhựa + Quả bóp cao su +chất Axit acetic Hóa + NaOH 1N + Phenolphtalein + methyl da cam  Tiến hành - Tráng buret dug dịch NaOH 1N, sau cho từ từ dung dịch NaOH 0,1N vào erlen, thêm vào khoảng 10 ml nước cất giọt buret Chỉnh buret ngang vạch - Dùng pipet vạch 10 ml lấy 10 ml dung dịch - phenolphtalein Mở khóa buret cho từ từ dung dịch NaOH vào erlen, lắc đến dung dịch vừa chuyển sang màu hồng nhạt bền khóa buret lại Đọc thể tích dung dịch dùng - Lặp lại thí nghiệm lần để tính giá trị trung bình - Thực tương tự thí nghiệm thay chất thị methyl da cam, dung dịch vừa chuyển sang màu vàng khóa buret lại, lặp lại thí nghiệm lần để tính giá trị trung bình b) Sự thay đổi màu thị Câu hỏi 29 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kỹ Thuật Hóa Học Trong phép phân tích thể tích đổi vị trí NaOH axit kết có thay đổi khơng, sao? Trả lời: - Trong phép phân tích thể tích thay đổi vị trí NaOH axit kết khơng thay đổi - Vì chất phản ứng phản ứng trung hòa chất thị đổi màu điểm tương đương 30 ... axit H2SO4 luôn dư so với Na2S2O3? Trả lời: Phản ứng (1) phản ứng trao đổi ion nên xảy nhanh Phản ứng (2) phản ứng tự oxi hóa khử nên xảy chậm => Phản ứng (2) định vận tốc phản ứng phản ứng xảy... (1)/ (2) : Tính giá trị: Từ ∆tTB TN1 TN2 xác định n1 TB Từ ∆t = Bậc phản ứng theo H2SOn4 là+: 2 n0,085 + 0,3 72 =2= 0 ,22 85 III Trả lời câu hỏi Câu hỏi c)Kếtluận TN Trong TN trên, nồng độ Na2S2O3 H2SO4... độ phản dt n - Bậc p m - Bậc ⟹ ể ứ í - B c c a ph n Bi u th ậ n+m ct ủ Câu hỏi Cơ chế phản ứng viết sau: Dựa vào kết TN kết luận phản ứng (1) hay (2) phản ứng định vận tốc phản ứng tức phản ứng