Báo cáo thực hành hóa lý bài 1 xác định hằng số cân bằng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT – NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO BÁO CÁO THỰC HÀNH HÓA LÝ GV: ThS Nguyễn Quang Thái Nhóm Lớp: DH20KH Họ tên MSSV Nguyễn Viết Phước 20034804 Nguyễn Chấn Phong 20035536 Nguyễn Thiên Tân 20035090 Vũng Tàu - 2022 BÀI 1: XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ CÂN BẰNG I.Mục đích: Áp dụng định luật phân bố để xác định số cân nước phản ứng: KI2 + I2 = KI3 II Kiến thức lý thuyết: Ta biết rằng, hai chất lỏng khơng tan vào hỗn hợp tách làm hai (lớp nặng nhẹ trên, xác là: chất có tỉ trọng lớn nằm dưới) Nếu ta thêm chất thứ có khả nng hồ tan hai chất chất phân bố hai chất lỏng tạo thành hai dung dịch cân có nồng độ khác Đây giả thiết chất tan mơi trường khơng có phản ứng hoá học xảy Theo nhiệt động học, điều kiện cân bằng, thể hóa học chất tan hai pha phải khác µ1 = µ 01 + RTlna1 µ 01 02 µ2 = µ 02 + RTlna2 hoá tiêu chuẩn chất tan dung môi tương ứng: a1, a2 hoạt độ chất tan hai dung môi Theo điều kiện cân ta viết: µ 01 + RTlna1 = µ 02 + RTlna2 02 ln = 01 = RT ln nhiệt độ khơng đổi ta viết: = Const hay : = exp =K K gọi hệ số phân bố, K phụ thuộc vào chất chất nhiệt độ Đối với dung dịch lỗng thay hoạt độ chất tan nồng độ Cách tính chất không làm thay đổi tab lẫn hai chất lỏng chất tan khơng có phân ly kết hợp Nếu có phân ly chất tan pha: giả sử chất tan KA phân bố dung môi 2, dung môi chất K khơng phân ly (Hình 3) KA K+ + A- KA Nếu gọi nồng độ KA dung môi C độ phân ly của KA α nồng độ ion dung môi αC1 Nồng độ KA không phân ly (1 – α ) C Khi số phân ly KA là: KPL=- (1- )= KPL số phân ly Mặt khác phân tử KA không phân ly lại nằm cân với KA dung môi hệ số phân bố: KPB = K = hay K KPL = =K số phân bố Nếu có kết hợp chất tan l pha K= III Phần thực nghiệm: Xác định hệ số phân bố I2 lớp CCl4 lớp H20 Lấy vào bình nón nút nhám 2: Bình 1: 150ml H20 bão hịa I2 + 10ml CCl4 Bình 2: 150ml nước cất + 10ml CCl4 bão hòa I2 Các số liệu thu Số ml Bình Bình Na2S2O3 Bình 1a Bình 1b Bình 2a Bình 2b dùng chuẩn (Lớp CCl4) (Lớp H2O) (Lớp CCl4) (Lớp H2O) độ Lần 4,5 2,1 52 4,2 Lần 4,4 1,8 51 3,8 Lần 4,6 1,7 51,5 3,9 Trung bình 4,5 1,86 51,5 3,9 3.2 Xác định nồng độ chất tham gia phản ứng số cân Lấy vào bình nón có nút nhám 3,4,5: Bình 3: 50ml dung dịch KI 0,1N + 10ml CCl4 bão hòa I2 Bình 4: 50ml dung dịch KI 0,05 N + 10ml CCl4 bão hịa I2 Bình 5: 50ml dung dịch KI 0,1 N + 5ml CCl4 bão hòa I2 + 5ml CCl4 Các số liệu thu được: Bình Bình Bình Vml Bình Bình Bình Bình Bình Bình Na2S2O3 3a 3b 4a 4b 5a 4b dùng (Lớp (Lớp (Lớp (Lớp (Lớp (Lớp chuẩn độ CCl4) H2O) CCl4) H2O) CCl4) H2O) Lần Lần Lần Trung bình 53,5 53,8 54,1 53,8 47,5 48,3 48,5 48,1 34,3 34,5 34,2 34,3 68,5 69,3 70,2 69,3 6,1 6,5 6,2 6,2 37,5 37,2 37 37,2 1.Định luật phân bố : nếu ta thêm một chất thứ ba nào đó có khả hòa tan chất thì chất đó sẽ phân bố giữa hai chất lỏng tạo thành dung dịch cân bằng có nồng độ khác Nếu C1 và C2 là nồng độ của cấu tử chất tan hai dung môi và 2, cân bằng ở nhiệt độ không đổi, thì tỷ số C1/C2 là một hằng số và được gọi là hệ số phân bố K 2.Cùng lượng dung môi tiến hành chiết nhiều lần có lợi chiết lần thu nhiều dung mơi có hiệu suất cao Cùng lượng dung môi tiến hành chiết nhiều lần có lợi chiết lần vì: Chiết lần lượng chiết là: m=a.(1- ) - Lần chiết thứ nhất: Nồng độ chất tan dung môi chiết: Vc V0,a Nồng chất tan dung dịch: K= K x =a -Lần chiết thứ 2: Nồng độ chất tan dung môi chiết: Nồng độ chất tan dd: K= x2=x1 Thay x1 tính vào cơng thức tính x2: x2=a.( Sau lần chiết thứ n: xn=a.( Lượng chất chiết sau n lần chiết là: m=a  Chiết n lần có lợi chiết lần 3.Biểu thức này: Hằng số phân bố phụ thuộc vào chất chất nhiệt độ Hằng số cân phụ thuộc nồng độ, nhiệt độ, áp suất chấtcủa chất 4.Khi chuẩn độ I2 dung dịch H2O khơng nên cho hồ tinh bột vào từ đầu vì: hồ tinh bột có cấu tạo dạng xoắn => hấp thụ I2 gây sai số chuẩn độ -Phải thêm dung dịch KI vào để hòa tan I2 vì: KI + I2 = KI3 Khi thêm KI vào tăng cân dịch chuyển theo chiều thuận chiều tạo KI3 BÀI 2: XÁC ĐỊNH NĂNG LƯỢNG HOẠT HÓA CỦA PHẢN ỨNG HÓA HỌC I Mục đích: Xác định lượng hoạt hóa E phản ứng thủy phân etyl axetat: CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH + C2H5OH II Kiến thức lý thuyết : Xét phản ứng: AB → A + B Phản ứng qua trung thái trung gian cách tạo phức chất hoạt động AB → X* → A + B Để hình thành phức trung gian phải cung cấp cho hệ lượng hoạt hóa E1 Q trình ngược lại phải cung cấp cho hệ lượng hoạt hóa E2 Ta thấy mức lượng AB lờn mức lượng A+B ∆H = E2+E1 Như có nghĩa phản ứng theo chiều thuận phản ứng thu nhiệt Vậy trạng thái X* trạng thái chung cho phản ứng thuận phản ứng nghịch Mức lượng X gọi thềm lượng mà phản ứng muốn tiến hành phải vượt qua mức lượng Như lượng hoạt hóa lượng cần thiết đẻ bổ sung vào hệ hệ có lượng lớn mức X* Bài xác định lượng hoạt hóa phản ứng: CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH + Theo phương trình Arrhenius: lg C2H5OH = Như xác định số tốc độ k nhiệt độ T T2 ta xác định E Nếu thực phản ứng (1) lấy lượng nước lớn nhiều lần so với etylaxetat ta xem nồng độ nước khơng thay đổi phản ứng tiến hành theo chế bậc Phương trình động học có dạng : lg Trong đó: C nồng đọ etylaxetat ban đầu x lựợng etylaxetat phản ứng thời gian t Vậy muốn xác định k ta phải xác định nồng độ thời điểm khác từ tính III Phần thực nghiệm: Cách tiến hành: Tiến hành thí nghiệm song song giống nhau, khác nhiệt độ tiến hành thí nghiệm tiến hành nhiệt độ phịng, thí nghiệm tiến hành nhiệt độ phòng + 10 C Cách làm: Cho vào hai bình tam giác 250ml nút mài, bình 100ml HCl 0.1N, bình để nhiệt độ phịng, bình cịn lại cho vào bếp cách thủy đun nhiệt độ phịng + 10 C Sau cho vào bình 5ml etylaxetat nguyên chất Lắc tính thời gian từ Xác định V : Lấy 10ml dung dịch hai bình tam giác chuẩn độ NaOH 0,1N với thị phenolftalein(dung dịch chuyển sang màu hồng dừng ) Xác định V : Lấy 10ml dung dịch bình tam giác cịn lại cho vào bình cầu có sinh hàn, đặt vào bình cách thủy đun nhiệt độ 8090 C vịng 120 phút (thỉnh thoảng lắc cho nước cất qua sinh hàn) Lấy để nguội nhiệt độ phịng, đem định phân tồn NaOH 0,1N Xácđịnh V : Trong hai bình trên, 20 phút lấy bình 10ml để chuẩn độ (nhớ cho thêm 10ml nước cất giọt phenolftalein) chuẩn NaOH 0,1N màu hồng xuất Làm 5-6 lần Kết thí nghiệm: T T1 C ( phút) V0( ml ) 20 40 60 80 100 120 12,3 13,4 14,6 15,7 16,4 17,6 140 10 t(phút) lg(V -V ) t =250 C lg(V -V ) t =35 C 20 40 60 80 100 1.410 1.398 1.387 1.369 1.356 1.348 1.398 1.377 1.350 1.322 1.301 1.274 Vẽ đồ thi xác định k k 120 k =-2,303tg , k =-2,303tg Tính E theo cơng thức: lg =  E= lg (cal/mol) - Dựa vào đồ thị ta có: tg = -0,0006  tg = -0.0013  -Thay vào công thức: E= = 1,3818.10-3 =2,9939.10-3 lg suy ra: E=14100(cal/mol) 12 Vậy: Năng lượng hoạt hóa pứ mơi trường axit là: E=14100(cal/mol) BÀI 3.TÍNH TAN HẠN CHẾ CỦA CHẤT LỎNG I, Mục đích: Xây dựng giản đồ độ tan hai chất lỏng hoà tan hạn chế xác định nhiệt độ hoà tan tới hạn Xây dựng giản đồ độ tan hệ ba cấu tử hoà tan hạn chế II, Cơ sở lý thuyết Các chất lỏng hồ tan hoàn toàn vào (nước etanol, benzen-cloroform-cacbon tetraclorua ), thực tế khơng hồ 13 tan vào (dầu hoả - nước, nước - thuỷ ngân - benzen, ) hoà tan hạn chế vào (phenol - nước, nước - cloroform - axit axetic ) Ở xét trường hợp hoà tan hạn chế 3.3.2 Số hiệu thực nghiệm a) Tính tan hệ phenol – nước STT ống nghiệm Thành phần (% ) 90 85 75 50 40 30 Nhiệt độ toC Lần TN 3 3 3 62 60 61 64 62 60 65 63 63 58 59 60 57 60 59 53 54 56 61 59 60 63 61 59 64 62 62 57 58 59 56 59 58 52 53 55 61,5 59,5 60,5 63,5 61,5 59,5 64,5 62,5 62,5 57,5 58,5 59,5 56,5 59,5 58,5 52,5 53,5 56,5 60,5 61,5 63,2 58,5 58,1 54,1 b) Hòa tan tương hỗ hệ nước – axit axetic – cloroform Biết khối lượng riêng nước, Axit axetic Cloroform 1.0 (g/ml), 1.05 (g/ml) 1.48 (g/ml) 14 Chất/Bình Nước (ml) Axit axetic (ml) Cloroform (ml) Chất/Bình Nước (g) Axit axetic (g) Cloroform (g) Chất/Bình Axit axetic (ml) Cloroform (ml) Nước cần (ml) Chất/Bình Axit axetic (g) Cloroform (g) Nước cần (g) Số Số 7.5 Số Số 4 2.5 0.6 0.7 0,9 1,3 Quy đổi từ ml sang g Số Số Số 7.5 1,05 2.625 4,2 0,894 1,043 1,341 Số Số Số 2.5 7.5 0,4 0,5 0,7 Bảng quy đổi từ ml sang g Số Số Số 1.05 2.625 4.2 13.41 11.175 8.94 0,4 0,5 0,7 Thành phần phần trăm tương ứng: STT bình Bình Bình Bình Bình Bình Bình Bình Bình Số 4 6,3 1,937 Số 1,5 Số 13,76 6.3 5.96 1,5 theo khối lượng ba chất hỗn hợp Nước 82,23% 67.15% 52% 32,68% 2.58% 3.49% 5,06% 10,9% Axit axetic 9.6% 23.1% 36,4% 51,48% 7.06% 18.36% 30.34% 45.78% Cloroform 8,17% 9.75% 11,6% 15,84% 90.36% 78.15% 64,6% 43,32% 15 Bài 4: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH NHIỆT I, Mục đích Xây dựng giản đồ nóng chảy hệ hai cấu tử phương pháp phân tích nhiệt II, Cơ sở lý thuyết Giản đồ nóng chảy hệ hai cấu tử biểu thị mối quan hệ nhiệt độ nóng chảy (hay kết tinh) hệ phụ thuộc vào thành phần hệ Ở nghiên cứu giản đồ nóng chảy hệ hai cấu tử hoà tan hoàn toàn trạng thái lỏng khơng hồ tan trạng thái rắn, điều kiện áp suất khơng đổi Giản đồ xây dựng 16 nhờ phương pháp phân tích nhiệt dựa nghiên cứu đường cong nguội lạnh (hay đun nóng) cấu tử nguyên chất hỗn hợp III, Số liệu thực nghiệm Số ống nghiệm Naphtalen (g) 4,0 Điphenylamin (g) Thành phần 100 (%) 3,2 2,4 1,8 1,0 0,4 0,0 0,8 1,6 2,2 3,0 3,6 4,0 80 60 45 25 10 Bảng ghi kết quả: Sau thời gian phút ta ghi lại kết lần Ống Ống Ống Ống Ống Ống Ống 79 69 67 60 59 59 58 75 67 56 50 48 45 51 72 65 55 47 45,5 43 51 65 64 54 46 44 41 50 59 62 52 45 41 40,5 49 53 59 51 44 40 40 47 49 57 50 43 39 39,5 46 45 54 49 42,5 38,5 39 45 43 52 47,5 41,5 37,5 39 43,5 41 50 46 40,5 36 38,5 42,5 40 48 44 40 36,5 38 41 39 46 42,5 40 35 37 39,5 38 45 41 39 36,5 38 17 37,5 43 40 38 36 37 37 42 39 37,5 35 36 36,5 41 38 37 36 40 37 36 35 39 36 35 38,5 35,5 37,5 35 35 37 36,5 Bảng kết nhiệt độ bắt đầu kết tinh: Ống Thành 100 80 60 45 phần(%) Nhiệt 75 67 56 47 độ( C) 25 10 41 43 51 Ở áp suất không đổi, hỗn hợp eutecti kết tinh nhiệt độ không đổi theo thành phần Khi có tác động nhiệt độ áp suất bên ngoài, áp suất thay đổi khơng nhiệt độ kết tinh dung dịch eutecti thay đổi mà thành phần hỗn hợp thay đổi theo Khi chất lỏng kết tinh lượng nhiệt phát trình kết tinh bù cho lượng nhiệt chất lỏng mơi trường ngồi nhiệt độ hệ dừng lại khơng thay đổi Khi q trình kết tinh xong nhiệt độ lại tiếp tục giảm Nhiệt độ môi trường làm lạnh phải thấp nhiệt độ eutecti để hỗn hợp kết tinh, nhiệt độ mơi trường lớn nhiệt độ eutecti hỗn hợp bị ẩm hóa lỏng 18 BÀI ĐIỀU CHẾ DUNG DỊCH KEO VÀ XÁC ĐỊNH NGƯỠNG KEO TỤ I Mục đích: Điều chế dung dịch keo Fe(OH)3 Xác định ngưỡng keo tụ dung dịch với chất điện li Na2SO4 II Kiến thức lí thuyết: -Hạt keo hạt có kích thước nằm hạt vĩ mơ hạt vi mơ.Vì vậy, ta điều chế dung dịch keo cách ngưng tụ từ dung dịch thực phân tán từ hệ phân tán thô 19 -Phương pháp ngưng tụ: tập hợp hạt có kích thước nhỏ thành hạt có kích thước lớn hạt keo.Có thể làm phản ứng hóa học thay dung môi… -Phương pháp phân tán: dùng lượng cơ, điện, chất điện li…để phân tán hạt lớn kích thước hạt keo III Phần thực nghiệm kết quả: 1, Chế tạo Son AgI phản ứng trao đổi AgNO3 + KI -> AgI + KNO3 Bình Hiện tượng Có màu tím nhạt, hạt keo bám quanh Cu nên keo mang điện tích âm(-) Có màu tím nhạt, khơng có tượng hạt keo bám vào cực Có màu đục, hạt keo bám vào Zn nên hạt keo mang điện tích dương 2, Chế tạo keo Fe(OH)3 phản ứng thủy phân xác định ngưỡng keo tụ Hiện tượng: 20 ... Số Số 7.5 Số Số 4 2.5 0.6 0.7 0,9 1, 3 Quy đổi từ ml sang g Số Số Số 7.5 1, 05 2.625 4,2 0,894 1, 043 1, 3 41 Số Số Số 2.5 7.5 0,4 0,5 0,7 Bảng quy đổi từ ml sang g Số Số Số 1. 05 2.625 4.2 13 . 41 11. 175... = Suy ra: E= lg 11 t(phút) lg(V -V ) t =250 C lg(V -V ) t =35 C 20 40 60 80 10 0 1. 410 1. 398 1. 387 1. 369 1. 356 1. 348 1. 398 1. 377 1. 350 1. 322 1. 3 01 1.274 Vẽ đồ thi xác định k k 12 0 k =-2,303tg... thêm 10 ml nước cất giọt phenolftalein) chuẩn NaOH 0,1N màu hồng xuất Làm 5-6 lần Kết thí nghiệm: T T1 C ( phút) V0( ml ) 20 40 60 80 10 0 12 0 12 ,3 13 ,4 14 ,6 15 ,7 16 ,4 17 ,6 14 0 10 T20C T10C +10 0C