ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BỘ MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG GVHD Đặng Bảo Trọng TỔ 12 STT HỌ VÀ TÊN MSSV 1 Trương Gia Huy 2211292 2 Trần Thế Vinh 2213979 3 Lê Minh Quân 22[.]
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BỘ MƠN HĨA ĐẠI CƯƠNG GVHD: Đặng Bảo Trọng TỔ 12 STT HỌ VÀ TÊN Trương Gia Huy Trần Thế Vinh Lê Minh Quân MSSV 2211292 2213979 2212790 MỤC LỤC I 2: NHIỆT PHẢN ỨNG TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 4 Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm TRẢ LỜI CÂU HỎI I 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM Xác định bậc phản ứng theo Na2S2O3 Xác định bậc phản ứng theo H2SO4 10 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 11 Bậc phản ứng theo Na2S2O3 11 Bậc phản ứng theo H2SO4 12 TRẢ LỜI CÂU HỎI 13 I 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH 15 TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM 15 Thí nghiệm 1: 15 Thí nghiệm 2: 16 Thí nghiệm 3: 17 Thí nghiệm 4: 17 a Chuẩn độ CH3COOH với phenolphtalein: 17 b Chuẩn độ CH3COOH với metyl da cam: 18 TRẢ LỜI CÂU HỎI 19 BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung nhiệt lượng kế Ta có: m = 50 (g) ; c = (cal/g.độ) => m.c = 50 (cal/độ) Nhiệt độ oC Lần Lần Lần t1 t2 t3 moco (cal/độ) 31 56 43,9 3,31 31 56 44 4,17 31 57 44,4 3,17 mocoTB = 3,55 (cal/độ) Lần 1: t −t ) −( t −ct 3)= mc ( m o o (t −t ) = 50 ( 43,9−31 )− (56 − 43,9 ) 56−43,9 = 3,31 cal/độ Tính tốn tương tự cho lần Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt phản ứng trung hòa HCl NaOH Ta có: cNaCl 0.5M = (cal/g.độ) ; ρNaCl 0.5M = 1.02 (g/ml) nNaCl = 0.05*0.5 = 0.025 (mol) ; VNaOH = 25 (ml) ; VHCl = 25 (ml) Nhiệt độ oC t1 t2 t3 Lần 31 31 37,5 Lần 31 31 38 Lần 31 31 37,5 Q(cal) Qtrung binh (cal) 354,58 ∆H (cal/mol) -14183,2 HTB(cal/mol) 381,85 363,67 -15274 -14546,8 354,58 14183,2 Lần Ta có phương trình phản ứng: nHCl=0,025.1=0,025 mol HCl + NaOH NaCl + H2O nNaOH=0,025.1=0,025 mol =>nNaCL=0,025 mol Vdd = 25+25=50ml => CM dd NaCl = 0,5M m = ( VNaOH + VHCl )*1.02 = ( 25 + 25 )*1.02 = 51 (g) Q = ( moco TB+mc )*(t3– H = −Q n = − 354,58 0,025 t1 +t 2 ) = (3,55+51)*(37 – 31+31 )= 354,58 (cal) = -14183,2 (cal/mol) (H < suy tỏa nhiệt) Tính tương tự cho lần lần Thí nghiệm 3:Xác định nhiệt hịa tan CuSO4 khan-kiểm tra định luật Hess Ta có: cCuSO4 = (cal/g.độ) ; mCuSO4 = (g) ; mnước = 50 (g) nCuSO4 = 4/160 =0,025 mol Nhiệt độ oC Lần Lần Lần t1 t2 Q (cal) ∆H (cal/mol) ∆Htb (cal/mol) 31 39 460,4 -18416 31 38 402,85 -16114 -16114 31 37 345,3 -13812 Lần 1: Q=(moco TB+mnướccnước+mCuSO4cCuSO4 )(t2 - t1)=(3.55+50+4)(39-31)=460,4(cal) ∆H = −Q n = − 460,4 0.025 = -18416 (cal/mol) => Phản ứng tỏa nhiệt Tính tốn tương tự cho lần Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hịa tan NH4Cl Ta có: cNH4Cl=1(cal/g.độ) ; mNH4Cl = 4(g) ; mnước=50(g) ; nNH4Cl = 0,075(mol) Nhiệt độ oC Lần Lần Lần t1 t2 Q (cal) ∆H (cal/mol) ∆Htb (cal/mol) 31 27 -230,2 3078,93 31 28 -172,65 2309,19 2745,4 31 27,3 -212,94 2848,07 Lần 1: Q=(moco TB+mnướccnước+mNH4ClcNH4Cl)(t2-t1) =(3.55+50+4)(27-31)=-230,2(cal) −Q −−171.1 ∆H = n = 0.0748 = 3078.93 (cal/mol) Tính tốn tương tự cho lần II TRẢ LỜI CÂU HỎI ∆Htb phản ứng HCl+NaOH NaCl+H2O tính theo số mol HCl hay NaOH cho 25 ml dd HCl 2M tác dụng với 25 ml dd NaOH 1M Tại sao? Do tính ta số mol HCl 0.05 số mol NaOH 0.025 mà theo phương trình suy HCl cịn dư 0.025 mol mà ∆H phản ứng tính dựa số mol chất phản ứng nên tính theo số mol NaOH Nếu thay HCl 1M HNO3 1M kết thí nghiệm có thay đổi hay không? Nếu thay HCl 1M HNO3 1M kết thí nghiệm khơng thay đổi HNO3 axit mạnh phân li hồn toàn tác dụng với NaOH phản ứng trung hịa 3 Tính ∆H3 lý thuyết theo định luật Hess So sánh với kết thí nghiệm Hãy xem nguyên nhân gây sai số thí nghiệm này: - Mất nhiệt độ nhiệt lượng kế - Do nhiệt kế - Do dụng cụ đong thể tích hóa chất - Do cân - Do sunphat đồng bị hút ẩm - Do lấy nhiệt dung riêng sunphat đồng cal/mol.độ Theo em sai số quan trọng nhất, giải thích? Cịn ngun nhân khác không? Theo định luật Hess: ∆H3=∆H1+∆H2=-18.7+2.8=-15.9 (kcal/mol) Theo thực nghiệm: ∆H3= -13,314 (kcal/mol) Theo em nguyên nhân gây sai số là: - Mất nhiệt độ nhiệt lượng kế q trình thí nghiệm thao tác khơng xác, nhanh chóng dẫn đến nhiệt mơi trường bên ngồi - Sunphat đồng bị hút ẩm lúc cân đưa vào thí nghiệm thao tác khơng nhanh chóng BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM a) Bậc phản ứng theo Na2S2O3 Nồng độ ban đầu (M) Na2S2O3 H2SO4 0,01 TN ∆t1 ∆t2 ∆ttb 0,08 109 110 109,5 0,02 0,08 51 49 50 0,03 0,08 25 24 24,5 ∆t1 ∆t2 ∆ttb Từ ∆ttb TN1 TN2 xác định m1 : ∆t1 109,5 lg ( ) ( 50 ) = 1,13 m = ∆t2 = lg lg (2) Từ ∆ttb TN2 TN3 xác định m2 : lg ( 2) ( ∆t 50 lg lg m2 = ∆t = 24,5 = 1,03 ( lg ( 2) lg ( 2) Bậc phản ứng theo Na2S2O3 = ( m1+m2 )/2 = (1.13+1,03)/2 = 1,08 b) Bậc phản ứng theo H2SO4 TN Nồng độ ban đầu (M) Na2S2O3 H2SO4 0,02 0,04 49 45 47 0,02 0,08 45 44 44,5 0,02 0,16 40 41 40,5 Từ ∆ttb TN1 TN2 xác định n1 : lg n1 = Từ ∆ttb TN2 TN3 xác định n2 : ( ∆ t 2) lg( 47 )= 0.08 44,5 = ∆t lg (2) ∆t lg n2 = ∆t ( lg (2 ) lg (2) ( lg 44,5 = 40,5 lg (2 ) = 0.14 Bậc phản ứng theo H2SO4 = (n1+ n2)/2 = ( 0,08+0,14 )/2 = 0.11 II TRẢ LỜI CÂU HỎI 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 Nồng độ Na2S2O3 tỉ lệ thuận với vận tốc phản ứng Nồng độ H2SO4 không ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng Biểu thức vận tốc phản ứng: v=k [Na2S2O3]1.08 [H2SO4]0.11 Bậc phản ứng 1,08+0,11=1,019 Cơ chế phản ứng viết sau: H2SO4 + Na2S2O3 Na2SO4 + H2S2O3 (1) H2S2O3 H2SO3 + 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 không? Tại sao? Lưu ý TN trên, lượng axit H2SO4 luôn dư so với Na2S2O3 -Phản ứng (1) phản ứng trao đổi ion nên xảy nhanh -Phản ứng (2) phản ứng tự oxh khử nên xảy chậm => Phản ứng (2) định vận tốc phản ứng phản ứng xảy chậm bậc phản ứng bậc phản ứng (2) Dựa sở phương pháp TN vận tốc xác định TN xem vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời? Vận tốc xác định ∆c/∆t ∆c≈0 nên vận tốc TN xem vận tốc tức thời Thay đổi thứ tự cho H2SO4 Na2S2O3 bậc phản ứng có thay đổi hay khơng, sao? Thay đổi thứ tự cho H2SO4 Na2S2O3 bậc phản ứng khơng thay đổi Vì 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 Tiến hành thí nghiệm Thí nghiệm 1: Xây dựng đường cong chuẩn độ acid mạnh base mạnh dựa theo bảng: VNaOH (ml) pH 9,2 9,4 9,6 9,8 10 11 12 13 0,96 1,14 1,33 1,59 1,98 2,38 2,56 2,73 3,36 7,26 10,5 11,7 11,9 12,0 Dựa đường cong chuẩn độ, xác định bước nhảy pH, điểm tương đương chất thị thích hợp.Từ bảng số liệu Ta vẽ đường cong chuẩn độ sau: Từ đồ thị ta xác định giá trị gần đúng: - Bước nhảy pH từ 3,36 đến 10,36 - Điểm tương đương: pHtd ≈ Thí nghiệm 2: - Tráng buret dung dịch NaOH 0,1N, sau cho từ từ dung dịch NaOH 0,1N vào buret Chỉnh buret cho hết bọt khí mức dung dịch ngang vạch - Dùng pipet bầu lấy 10 ml dung dịch HCl chưa biết nồng độ vào erlen 150ml, thêm nước cất (vừa đủ) giọt phenolphtalein, lắc - Mở khóa buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH xuống erlen, vừa nhỏ vừa lắc nhẹ đến dung dịch erlen chuyển sang màu hồng nhạt khóa buret Đọc thể tích dung dịch NaOH dùng - Lặp lại thí nghiệm hai lần để tính giá trị trung bình Bảng số liệu: Lần VHCl (ml) VNaOH (ml) CNaOH (N) CHCl (N) Sai Số 10 9,2 0,1 0,092 0,001 10 9,5 0,1 0,095 0,001 10 9,4 0,1 0,094 0,001 Sai số trung bình: � � = 0,092+0,095+0,094 = 0,094 (N) ∆𝐻 = 0,001+0,001+0,0 01 Suy ra, nồng độ HCl cần dùng là: CHCl= 0,094 ± 0,001 (N) = 0,001 (N) Thí nghiệm 3: - Tiến hành tương tự thí nghiệm thay chất thị phenolphtalein metyl da cam Màu dung dịch đổi từ đỏ sang vàng Lần VHCl (ml) VNaOH (ml) CNaOH (N) CHCl (N) Sai Số 10 9,15 0,1 0,0915 0,0003 10 9,2 0,1 0,092 0,0007 10 9,1 0,1 0,091 0,0003 � � Sai số trung bình: = 0,0915+0,092+0,091 =0,0915 (N) ∆𝐻=0,0003+0,0007+0,0003 =0,0004 (N) Suy ra, nồng độ HCl là: 0,0953 ± 0,0004 (N) Thí nghiệm 4: - Tiến hành tương tự thí nghiệm thay chất dung dịch HCl dung dịch axit axetic Làm thí nghiệm lần với lần đầu dùng chất thị phenol-phtalein, lần sau dùng metyl da cam a Chuẩn độ CH3COOH với phenolphtalein: Lần � �3COOH(ml VNaOH (ml) CNaOH (N) ) � �3COOH(N Sai Số ) 10 9,8 0,1 0,098 0,002 10 9,85 0,1 0,0985 0,001 10 9,82 0,1 0,097 0,001 𝐻 COOH= 0,098+0,0985+0,0982 Sai số trung bình: =0,0982 (N) 0,002+0,001+0,001 ∆𝐻 3COOH= =0,0013 (N) Suy ra, nồng độ CH3COOH cần dùng là: 𝐻 3COOH = 0,0982 ± 0,0013 (N) b Chuẩn độ CH3COOH với metyl da cam: Lần C 𝐻3COOH(ml VNaOH (ml) CNaOH (N) C 𝐻3COOH(N ) ) 10 0,9 0,1 0,009 10 0,85 0,1 0,0085 10 0,6 0,1 0,006 Ta có: 𝐻 = C3 OOH 0,009+0,0085+0,006 =0,0078 (N) Kết có khác biệt với nồng độ dd CH3COOH tính dùng chất thị phenolphtalein II TRẢ LỜI CÂU HỎI Khi thay đổi nồng độ HCl NaOH, dường cong chuẩn độ có thay đổi hay khơng, sao? Khi thay đổi nồng độ HCl NaOH đường cong chuẩn độ khơng thay đổi đượng lượng phản ứng chất không thay đổi, có bước nhảy thay đổi Nếu dùng nồng độ nhỏ bước nhảy nhỏ ngược lại Việc xác định nồng độ axit HCl thí nghiệm cho kết xác hơn, sao? 12 Việc xác định nồng độ axit HCl thí nghiệm thí nghiệm cho ta kết xác Vì phenol phtalein có bước nhảy pH khoảng 8-10 cịn metyl organe 3.1-4.4 mà điểm tương đương hệ Từ kết thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic thị màu xác hơn, sao? Từ kết thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic phenol phtalein cho ta kết xác Vì phenol phtalein có bước nhảy pH khoảng 8-10 metyl organe 3.1-4.4 mà điểm tương đương hệ > Trong phép phân tích thể tích đổi vị trí NaOH axit kết có thay đổi khơng, sao? Trong phép phân tích thể tích thay đổi vị trí NaOH axit kết khơng thay đổi chất phản ứng phản ứng trung hòa chất thị đổi màu điểm tương đương 13 14