Bảng ghi dữ liệu thí nghiệm môn ma2042 thí nghiệm hóa vô cơ vật liệu bài 1 các hợp chất nhóm ia

BẢNG GHI DỮ LIỆU THÍ NGHIỆM MƠN MA2042 THÍ NGHIỆM HĨA VƠ CƠ VẬT LIỆU BÀI 1: CÁC HỢP CHẤT NHĨM IA Ngày thí nghiệm: 06/04/2023 1.1 Phản ứng KOH hoặc NaOH các nguyên liệu Thể tích dung dịch V= 200ml Nồng độ KOH: 7M Khối lượng nguyên liệu Tro bay= 10g Thời gian khuấy: giờ Thời gian Ban đầu 11 Sau 1h Sau 2h 1.2 Độ pH Thời gian Sau 3h 14 12 Sau 3.30h 14 13 Kết thúc 14 Độ pH Phân tích nhiệt khối lượng của các nguyên liệu Nguyên liệu: Tro bay 30 Khối lượng 7,08 500 6,15 700 6,11 900 5,96 1000 6,261 STT Nhiệt độ (oC) Hình ảnh bề mặt mẫu Khối lượng tăng bị tro lò bay vào 1.3 Sự thủy phân muối sodium silicate phenolphtalein Các phương trình phản ứng xảy ra: 2H2O + Na2SiO3→2NaOH + H2SiO3 (Dung dịch hóa hồng) Na2SiO3 + H2O → 2NaOH + SiO2 (dung dịch từ hồng chuyển sang màu) Hiện tượng: Ban đầu dung dịch phenolphthalein dung dịch sodium silicate tách lớp sau từ từ hóa hồng Sau khoảng thời gian ngắn màu hồng bắt đầu nhạt dần biến Đồng thời thời gian bên ống nghiệm xuất bọt khí liti 1.4 Phản ứng tạo hợp chất Na2SiO3 hoặc K2SiO3 Khối lượng KOH: 5,6 g Khối lượng SiO2:3g STT Nhiệt độ (oC) 30 Khối lượng 500 2,9 700 2,89 900 1,72 (có bị chảy bên lò) Hình ảnh bề mặt mẫu 1000 1.5 Không cân bị bể chén nung Nội dung báo cáo - Giải phổ XRD nguyên liệu - Giải phổ XRD của thí nghiệm - Phân tích nhiệt DSC nguyên liệu - Báo cáo – nhận xét – giải thích các thí nghiệm bài BÀI 2: CÁC HỢP CHẤT NHĨM IIA Ngày thí nghiệm: …/……./……… 2.1 Phân tích nhiệt khối lượng của các nguyên liệu Nguyên liệu Chuẩn bị mẫu phân tích DSC STT Nhiệt độ (oC) 30 Khối lượng vỏ sò Mẫu Mẫu Mẫu 4,82 4,71 5,01 Hình ảnh bề mặt mẫu 500 14,08 700 12,94 900 7,31 1000 8,6 STT Nhiệt độ (oC) 30 Khối lượng CaCO3 Mẫu Mẫu Mẫu 2,32 3,32 2,34 Hình ảnh bề mặt mẫu 500 2,31 3,32 2,34 700 1,90 2,90 2,00 900 1000 1,90 1,34 4,02 1,31 2.2 Phản ứng của vỏ sò và CaCO3/MgCO3 dung dịch kiềm và acid Nồng độ acid: STT Thời gian (phút) Ban đầu pH dung dịch Khối lượng vỏ sò 5,14 10 5,12 20 5,11 30 5,11 40 5,11 Hình ảnh bề mặt mẫu 50 5,10 60 5,10 pH dung dịch Khối lượng CaCO3 1,5 2 5,12 X X 6,08 STT Thời gian (phút) Ban đầu 10 20 30 Hình ảnh bề mặt mẫu Nồng đô NaOH = 5M STT Thời gian (phút) Ban đầu pH dung dịch Khối lượng vỏ sò 14 4,02 10 13 4,13 20 12 4,11 30 11 4,09 40 11 4,07 Hình ảnh bề mặt mẫu 50 11 4,04 60 11 4,03 STT 2.3 Thời gian (phút) Ban đầu 10 20 30 Khối lượng CaCO3 4,02 X X 3,29 pH dung dịch 14 12 11 11 Nội dung báo cáo - Giải phổ XRD của mẫu sau nung 1000OC - Vẽ đường phân tích nhiệt (thí nghiệm 2.1) - Giải thích thí nghiệm 2.2 Hình ảnh bề mặt mẫu BÀI 3: CÁC HỢP CHẤT NHÓM IIIA Ngày thí nghiệm: …,/…,,/………,, 3.1 STT Phân tích nhiệt khối lượng của các nguyên liệu của Al2O3, Al(OH)3 Nhiệt độ (oC) 30 Khối lượng 5 500 3,35 700 3,27 4,96 900 3,2 4,91 1000 3,27 4,93 Hình ảnh bề mặt mẫu 3.2 Phản ứng của Al2O3, Al(OH)3, và Al (giấy bạc) dung dịch kiềm và acid H3PO4 Mẫu Mẫu 3.3 Bề mặt mẫu ban đầu Bề mặt mẫu ban đầu Nội dung báo cáo - Giải phổ XRD của mẫu sau nung 1000OC - Giải thích thí nghiệm 3.2: Thí nghiệm nhỏ NaOH vào Al2O3: Al2O3 + 3H2O + 2NaOH → 2NaAl(OH)4 10 Bề mặt mẫu nhỏ NaOH Bề mặt mẫu nhỏ acid Ơxit nhơm khơng tan, dung dịch NaOH tạo dung dịch màu trắng kết tủa màu trắng NaAl(OH)4 có tính bazo, giải phóng nhiệt, phản ứng phản ứng trung hòa- phản ứng dung dịch bazơ (NaOH) với dung dịch axit (Al2O3) Thí nghiệm nhỏ NaOH vào Al(OH)3: Al(OH)3 + NaOH → NaAl(OH)4 Cũng tương tự phản ứng Al2O3 NaOH, phản ứng Al(OH)3 NaOH phản ứng trung tính, phản ứng dung dịch bazơ (NaOH) với dung dịch axit (Al(OH)3) Do đó, q trình phản ứng giải phóng nhiệt khơng đủ để làm nóng mơi trường phản ứng lên đáng kể Thí nghiệm nhỏ NaOH vào giấy bạc: 2Al + 6H2O + 2NaOH → 3H2↑ + 2Na[AlOH]4 Hiện tượng q trình phản ứng giải phóng khí H2 tạo dung dịch màu trắng Natri tetrahydroxyaluminat Na[Al(OH)4] Thí nghiệm nhỏ H3PO4 vào giấy bạc: 2Al + 3H3PO4 → 2AlPO4 + 3H2↑ Nhôm tan dần đồng thời có khí H2 ra, AlPO4 tạo lớp bảo vệ cho nhơm Thí nghiệm nhỏ H3PO4 vào Al(OH)3: Al(OH)3 + 3H3PO4 → AlPO4 + 3H2O Trong trình phản ứng, ion OH- nhôm hydroxit tác dụng với ion H+ axit photphoric để tạo nước muối photphat nhôm Do axit photphoric dư(0,02 > 0.013), muối không tan dung dịch tạo kết tủa Thí nghiệm nhỏ H3PO4 vào Al2O3: Al2O3 + 2H3PO4 → 2AlPO4 + 3H2O Trong trình phản ứng, ion H+ axit phosphoric tác dụng với ion O2của nhôm oxit để tạo nước muối phosphat nhôm kết tủa, - 11 BÀI 4: KIM LOẠI HỢP CHẤT CỦA Mn - Cu - Fe – Co - Ni Ngày thí nghiệm: 23/03/2023 4.1 Phản ứng thấm Carbon của thép/sắt Nhiệt độ nung 857oC Thời gian thấm 24h Bề mặt mẫu ban đầu 4.2 Bề mặt mẫu sau thấm C Ăn mòn của sắt/thép với các dung dịch kiềm và acid Dung dịch Bề mặt mẫu ban đầu NaOH 5M Thời gian Sau 20s 12 Bề mặt mẫu sau nhỏ dung dịch H3PO4 Thời gian Sau n s 4.3 Phản ứng của Fe2O3, CuO, MnO, CoO… tác dụng với SiO2 dưới ảnh hưởng của nhiệt độ Nhiệt STT độ (oC) Khối lượng (g) 30 6,10 5,83 500 3,84 4,78 700 1,62 4,74 Hình ảnh bề mặt mẫu 13 900 0,86 4,52 1000 0,78 4,66 STT Nhiệt độ (oC) Khối lượng (g) 30 5,81 6,33 500 4,63 3,65 Hình ảnh bề mặt mẫu 14 700 3,68 3,31 900 3,60 3,5 1000 2,68 3,17 Phản ứng , với KOH STT Nhiệt độ (oC) Khối lượng (g) 30 4,65 4,97 500 4,29 4,78 Hình ảnh bề mặt mẫu 15 700 4,38 4,74 900 4,30 4,52 1000 3,80 4,66 4.4 Nợi dung báo cáo Giải thích thí nghiệm: Thí nghiệm (Thấm C): Sau nung, xuất carbide tự ( xuất carbide gì?) bề mặt mẫu Các carbide tự từ than khuếch tán bề mặt mẫu q trình nung Thí nghiệm (Ăn mịn sắt/thép với acid base): - Với acid (H3PO4): sắt phản ứng với acid, tạo muối giải phóng khí: 2Fe + H3PO4 -> Fe2(PO4)3 + 3/2H2 - Với base (NaOH): phản ứng với NaOH theo phương trình sau: Fe + 2NaOH + 2H2O -> Na2[Fe(OH)4] + H2 ( quan sát lại khơng thấy có khí lên) 16 Thí nghiệm (Tác dụng với SiO2): Do SiO2 oxide acid, đồng thời chúng lại có liên kết mạnh (do hiệu độ âm điện lớn) nên phản ứng xảy nhiệt độ cao (>900oC) - Đối với CuSO4, KMnO4, CoSO4 FeSO4 : Đều qua giai đoạn trung gian (tạo oxide kim loại) sau tác dụng với SiO nhiệt độ cao, hình thành muối silicate kim loại Sơ đồ chung: Muối kim loại -> oxide kim loại (nhiệt phân) -> muối silicate kim loại Cu2O, MnO2 tác dụng với KOH: MnO2 tác dụng với KOH nhiệt độ thường: 2MnO2 + 4KOH + O2 -> 2K2MnO4 + 2H2O Cu2O tác dụng với KOH đặc nhiệt độ cao: 4KOH + Cu2O + 3H2O -> 2K2[Cu(OH)4] + H2 BÀI 5: CÁC HỢP CHẤT IV TITANIUM - SILICON Ngày thí nghiệm: 30/03/2023 5.1 Phản ứng của TiO2, SiO2 tác dụng với BaCO3 /BaSO4 /CaCO3 dưới ảnh hưởng của nhiệt độ Nguyên liệu: SiO2 + CaCO3 Khối lượng: Khối lượng STT Nhiệt độ ( C) Mẫu Mẫu Mẫu 30 1,7 2,04 1,91 o 17 Hình ảnh bề mặt mẫu 500 1,65 1,96 1,84 700 1,5 1,67 1,78 900 1,34 1,47 1,55 1000 1,26 1,37 1,46 Nguyên liệu: TiO2 + CaCO3 Khối lượng: STT Nhiệt độ (oC) 30 Khối lượng Hình ảnh bề mặt mẫu Mẫu Mẫu Mẫu 1,79 1,92 2,01 500 1,79 1,88 1,97 700 1,79 1,84 1,95 900 1,63 1,7 1,78 18 5.2 1000 1,41 1,49 1,5 Phản ứng của Titanium và Silicon với các dung dịch kiềm và acid Mẫu Mẫu ban đầu …………… Thời gian …………… Thời gian …………… Thời gian …………… Thời gian 5.3 Nội dung báo cáo Thí nghiệm 1: 19 Mẫu sau nhỏ dung dịch SiO2 + CaCO3 → CaSiO3 + CO2 Phản ứng có hiệu suất thấp so với phản ứng trung gian qua CaO Do hòa tan khả tương tác thấp CaCO3 SiO2 Do đó, phản ứng qua trung gian CaO chủ yếu CaCO3 → CaO + CO2 CaO + SiO2 → CaSiO3 Khi nhiệt độ 500 0C, khối lượng mẫu thay đổi ít, có phần nhỏ CaCO3 bị phân hủy thành CaO, lượng khí CO2 giải phóng cịn Khi nhiệt độ cao, phân hủy diễn mạnh hơn, lượng lớn CO2 giải phóng phản ứng tạo thành sản phẩm CaSiO3 tiến triển nhanh Lượng khí CO2 giải phóng nhiều khiến cho khối lượng mẫu giảm cách đáng kể CaO + TiO2 → CaTiO3 20 TiO2 không tác dụng trực tiếp với CaCO3, mà thông qua chất trung gian CaO, giống phản ứng với SiO2 So với SiO2 500 0C, TiO2 từ 700 0C bắt đầu giảm khối lượng nhiều, nhiệt độ phản ứng TiO2 cao SiO2 TiO2 không phản ứng CaCO3 để tạo CaTiO3 21