Đang tải... (xem toàn văn)
TƯỜNG TRÌNH THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH HÓA LÍ 2 Họ tên sinh viên Nguyễn Thu Ánh MSSV 4501106003 Ngày 27112021 Mã lớp CHEM142007 BÀI 2 ĐO ĐỘ DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Thực h.Thực hiện được phép đo độ dẫn điện của dung dịch chất điện li, vận dụng để xác định độ dẫn điện của chất điện li yếu (ví dụ: CH3COOH). Xác định độ dẫn điện riêng χ, độ dẫn điện đương lượng λ, tính độ phân li α và hằng số phân li K của chất điện li này
TƯỜNG TRÌNH THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH HĨA LÍ Họ tên sinh viên: Nguyễn Thu Ánh MSSV: 4501106003 Ngày: 27/11/2021 Mã lớp: CHEM142007 BÀI 2: ĐO ĐỘ DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: Thực phép đo độ dẫn điện dung dịch chất điện li, vận dụng để xác định độ dẫn điện chất điện li yếu (ví dụ: CH3COOH) Xác định độ dẫn điện riêng χ, độ dẫn điện đương lượng λ, tính độ phân li α số phân li K chất điện li II CÁCH TIẾN HÀNH: Pha 100ml dung dịch CH3COOH có nồng độ 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128 M từ dung dịch chuẩn M chuẩn độ lại nồng độ acid vừa pha dung dịch NaOH 0,1M (với thị phenolphtalein) Mỗi dung dịch pha loãng chuẩn độ lần lấy trung bình Tráng bình đo 1/R nước cất máy đo độ dẫn điện Đo 1/R dung dịch acid CH3COOH có nồng độ khác (Đo loãng trước, đặc sau Trước đo, tráng bình nước cất, sau dung dịch đo) Đổ dung dịch đo vào bình đo cho đủ ngập điện cực Sau lần đo phải tráng bình (để tiết kiệm, cần tráng dung dịch đo) Xác định B cách đo 1/R dung dịch KCl có nồng độ 0,1 N 0,01 N III KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: * Xác định số bình B (t⁰ = 30℃): Ta có: χ = R B → B = χ R 𝟏 𝐑 Nồng độ đương lượng KCl ꭓ (S.cm-1) 0,1 N 0,01288 14,27 mS 14,33 mS 14,34 mS 14,31 mS 0,90 0,01 N 0,001411 1,60 mS 1,61 mS 0,88 Lần Nước cất 9,2986 10-6 2,2 μS Lần Lần Trung bình 1,59 mS 1,60 mS 2,0 μS 2,07 μS 2,0 μS Hằng số bình B (cm-1) → B = 0,89 cm-1 Mỗi dung dịch pha loãng chuẩn độ lần lấy trung bình, nồng độ tính theo định luật đương lượng: C1 = C2V2/V1 Trong C2, V2 nồng độ thể tích dung dịch NaOH, V1 thể tích acid đem chuẩn độ χH2O = 9,2986 μS.cm-1, t⁰ = 30℃ Ta có: = χ 1000 Do dan dien duong luong C λ∞ = λH+ + λCH3 COO− = 349 + 41 = 390 (S.cm2 đlg-1) = λ λ∞ ; K phân ly = Cα2 1−α * Bảng số liệu thực nghiệm: Thứ tự Thứ tự Nồng độ ban đầu acid (M) 0.0078 0.0156 0.0313 0.0625 0.1250 0.2500 Thể tích acid lấy chuẩn độ (mL) 10 10 5 2.5 2.5 Thể tích NaOH chuẩn độ (mL) Nồng độ acid sau Trung Lần Lần Lần bình chuẩn bị (M) 0.70 0.69 0.71 0.70 0.0070 1.56 0.0156 1.55 1.57 1.57 1.59 0.0317 1.58 1.58 1.60 3.10 0.0621 3.10 3.11 3.10 3.11 0.1244 3.10 3.13 3.10 6.21 0.2483 6.20 6.20 6.22 ꭓ thực = λ α Trung 𝛘 − 𝛘𝐇𝟐𝐎 x.1000/C bình 143.73 134.43 19.20 0.0492 220.97 211.67 13.54 0.0347 319.67 310.37 9.78 0.0251 449.33 440.03 7.09 0.0182 634.33 625.03 5.02 0.0129 892.27 882.97 3.56 0.0091 ꭓ (μS.cm-1) CH3COOH Lần Lần Lần 143.30 221.00 320.00 449.00 636.00 893.00 144.80 221.00 320.00 449.00 634.00 891.10 143.10 220.90 319.00 450.00 633.00 892.70 * Đồ thị biểu diễn phụ thuộc 𝝀𝑪 0.1344 0.2117 0.3104 0.4400 0.6250 0.8830 𝟏 𝝀 0.0521 0.0739 0.1022 0.1410 0.1990 0.2812 𝟏 𝝀 𝒗à 𝝀𝑪 𝐂𝛂𝟐 𝐊 = 𝟏−𝛂 1.7854.10-5 1.9520.10-5 2.0471.10-5 2.0891.10-5 2.0917.10-5 2.0836.10-5 0.30 y = 0.3067x + 0.0085 R² = 0.9995 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 * Xác định số cân K từ đồ thị: Độ phân li: = λ λ∞ Đối với chất điện li – (CH3COOH), ta có: C α2 𝜆2 𝐶 K = = 1−α 𝜆∞ (𝜆∞ − 𝜆) → 1 = + (λC) λ λ∞ Kλ∞ Từ số liệu thực nghiệm, ta vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc λ λC Phương trình có dạng y = b + ax với a = Kλ2∞ , ta sử dụng phương pháp ngoại suy tuyến tính, tính a = 0,3067 → Hằng số cân K = 2,1437.10-5 (gần giá trị K tính bảng phía trên) * Nhận xét: Từ đồ thị biểu diễn phụ thuộc λ λC, suy số cân phân li K IV TRẢ LỜI CÂU HỎI: Câu 1: Độ dẫn điện gì? Những đơn vị thơng dụng độ dẫn điện? Độ dẫn điện phụ thuộc vào yếu tố nào? Độ dẫn điện khả truyền tải dòng điện chất, tác động điện trường ngồi, hạt điện tích dương âm chuyển động có hướng tạo nên dịng điện từ Đơn vị độ dẫn điện hệ SI Siemens, ký hiệu S 1S = Ω−1 = 10-3mS = 10-6μS Độ dẫn điện dung dịch phụ thuộc vào yếu tố: + Bản chất chất điện li + Dung mơi hịa tan: Dung mơi phân cực độ dẫn điện tăng + Nhiệt độ môi trường: Khi nhiệt độ dung dịch tăng, độ nhớt giảm, ion chuyển động linh hoạt nên độ dẫn điện tăng ngược lại + Điện tích bán kính ion: Khi bán kính ion lớn lớp solvat nhỏ làm độ dẫn điện tăng ngược lại + Nồng độ chất điện li: Nồng độ lớn, mật độ ion dung dịch nhiều độ dẫn điện tăng ngược lại Câu 2: Tại pha hóa chất, ta pha từ nồng độ đặc đến nồng độ loãng, phép đo độ dẫn điện ta phải đo từ dung dịch lỗng sang dung dịch đặc? Vì dung dịch ban đầu có nồng độ xác định, nên muốn pha hóa chất từ nồng độ đặc sang loãng ta cần pha thêm nước cất, ngược lại pha từ nồng độ lỗng sang đặc ta phải cho thêm chất tan vào Việc chuẩn bị hóa chất cần tiến hành nhanh chóng gọn gàng nên phương án pha hóa chất từ đặc sang loãng phương án tối ưu nhất, việc pha thêm nước cất dễ thao tác an toàn Khi thực phép đo độ dẫn điện ta đo từ dung dịch loãng sang dung dịch đặc dung dịch lỗng, ion cách xa nhau, lực hút tương tác ion yếu nên việc đo độ dẫn điện dung dịch loãng trước làm giảm sai số thực đo dung dịch Câu 3: Mối quan hệ độ phân li độ dẫn điện dung dịch? Khi dung dịch vơ lỗng, chất điện li xem phân li hoàn toàn: C → 0, 𝛼 → 1, Λ → Λ∞ Độ phân li: = λ λ∞ Đối với chất điện li – 1, ta có: C α2 𝜆2 𝐶 K = = 1−α 𝜆∞ (𝜆∞ − 𝜆) → 1 = + (λC) λ λ∞ Kλ∞ Câu 4: Định luật chuyển động độc lập ion (Định luật Kohlrausch) Định luật chuyển động độc lập ion (Định luật Kohlrausch 1): Khi dung dịch vơ lỗng, gần khơng có tương tác ion với nhau, chất điện li xem phân li hoàn toàn: Λ∞ = xΛ∞(+) + yΛ∞(−) Trong đó: Λ∞ độ dẫn điện đương lượng giới hạn (S.cm2 đlg-1); Λ∞(+) độ dẫn điện đương lượng giới hạn cation (S.cm2 đlg-1); Λ∞(−) độ dẫn điện đương lượng giới hạn anion (S.cm2 đlg-1); x số cation phân li hay số điện tích dương; y số anion phân li hay số điện tích âm Câu 5: Các yếu tố ảnh hưởng đến số cân phân li? Các yếu tố ảnh hưởng đến số cân phân li yếu tố nồng độ, áp suất nhiệt độ,… tổng kết lại thành nguyên lý gọi nguyên lý Chatrlier: “Một phản ứng thuận nghịch trạng thái cân chịu tác động bên biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ, dịch chuyển cân theo chiều làm giảm tác động bên ngồi đó.” Câu 6: Cách xác định K từ thực hành? Từ thực hành ta xác định K theo phương pháp nội suy tuyến tính dựa vào đồ thị phụ thuộc λ λC Câu 7: Loại điện cực thường dùng máy đo độ dẫn điện gì? Loại điện cực thường dùng máy đo độ dẫn điện điện cực graphite loại điện cực có khả chống lại q trình oxy hóa giảm hiệu ứng phân cực cho kết đo có độ tin cậy cao Cấu tạo: Điện cực graphite có cấu tạo chủ yếu từ ngun liệu thơ than chì, than cốc, than đá; tạo thành cách nung, trộn, nhào, ép, graphit hóa, gia cơng chế tạo lị hồ quang ... độ chất điện li: Nồng độ lớn, mật độ ion dung dịch nhiều độ dẫn điện tăng ngược lại Câu 2: Tại pha hóa chất, ta pha từ nồng độ đặc đến nồng độ loãng, phép đo độ dẫn điện ta phải đo từ dung dịch. .. quan hệ độ phân li độ dẫn điện dung dịch? Khi dung dịch vơ lỗng, chất điện li xem phân li hoàn toàn: C → 0,