Báo cáo thí nghiệm bài 2 nhiệt phản ứng

lOMoARcPSD|12114775 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM - - BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG GVHD : Trần Thị Thanh Thúy Lớp L24 : Họ tên sinh viên: Nguyễn Xuân Trình MSSV: 2014863 Nguyễn Hồng Phương Tuấn MSSV: 2012343 Năm học: 2021-2022 Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 Bảng số liệu thí nghiệm Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 Báo cáo thí nghiệm Bài 2: NHIỆT PHẢN ỨNG I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Trong thí nghiệm này, đo hiệu ứng nhiệt phản ứng khác kiểm tra lại định luật Hess II TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung nhiệt lượng kế Q = (m0c0 + mc)t Cách xác định m0c0 Lấy 50 ml nước nhiệt độ phòng cho vào becher bên đo nhiệt độ t1 Lấy 50 ml nước khoảng 60oC cho vào nhiệt lượng kế Sau khoảng phút, đo nhiệt độ t2 Dùng phễu đổ nhanh 50 ml nước nhiệt độ phòng vào 50 ml nước nóng nhiệt lượng kế Sau khoảng phút, đo nhiệt độ t3 Khi : nhiệt nước nóng becher tỏa = nhiệt nước lạnh hấp thu (mc + m0c0)(t2-t3) = mc(t3-t1) m0c0 = mc Trong : m – khối lượng 50 ml nước c – nhiệt dung riêng nước (1cal/g.độ) Thí nghiệm : Xác định hiệu ứng nhiệt phản ứng trung hòa HCl NaOH HCl + NaOH  NaCl + H2O Dùng buret lấy 25 ml dung dịch NaOH 1M cho vào becher 100 ml để bên Đo nhiệt độ t1 Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 Dùng buret lấy 25 ml dung dịch HCl 1M cho vào nhiệt lượng kế Đo nhiệt lượng t2 Dùng phễu đổ nhanh becher chứa dung dịch NaOH vào HCl chứa nhiệt lượng kế Đo nhiệt độ t3 Xác định Q phản ứng theo công thức Q = (m0c0 + mc)t , từ xác định H Cho nhiệt dung riêng dung dịch muối 0,5M cal/g.độ, khối lượng riêng 1,02g/ml Thí nghiệm : Xác định nhiệt hòa tan CuSO4 khan – kiểm tra định luật Hess Cho vào nhiệt lượng kế 50 ml nước Đo nhiệt độ t1 Cân xác g CuSO4 khan Cho nhanh g CuSO vừa cân vào nhiệt lượng kế, khuấy cho CuSO tan hết Đo nhiệt độ t2 Xác định Q theo công thức Q = (m0c0 + mc)t Trong : m – khối lượng dung dịch CuSO4 c – nhiệt dung riêng dung dịch CuSO4 (lấy gần cal/g.độ) Từ Q suy Hht Thí nghiệm : Xác định nhiệt hòa tan NH4Cl Cho vào nhiệt lượng kế 50 ml nước Đo nhiệt độ t1 Cân xác g NH4Cl Cho nhanh g NH4Cl vừa cân vào nhiệt lượng kế, khuấy cho NH 4Cl tan hết Đợi phút, đo nhiệt độ t2 Xác định Q theo công thức Q = (m0c0 + mc)t Trong : m – khối lượng dung dịch NH4Cl c – nhiệt dung riêng dung dịch NH4Cl (lấy gần 1cal/mol.độ) Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 III 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) moco = = Nhiệt độ oC Lần t1 33 t2 57,5 t3 46 moco (cal/độ) 6,52 = 6,52 cal/độ Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt phản ứng trung hịa HCl NaOH Ta có: cNaCl 0.5M = (cal/g.độ); ρNaCl 0.5M = 1.02 (g/ml) nNaCl = 0.050.5 = 0.025 (mol) ; VNaOH = 25 (ml) ; VHCl = 25 (ml) Nhiệt độ oC Lần Lần t1 30 30 t2 30 30 t3 35 36 Q(cal) 287,6 345,12 Qtrung bình (cal) 316,36 ∆H (cal/mol) -12654,4 Lần 1: m = ( VNaOH + VHCl ) 1.02 = ( 25 + 25 ) 1.02 = 51 (g) Q = ( mocoTB+mc ) (t3 –) = (6,52+51) (35 – ) = 287,6 (cal) Lần 2: Tương tự lần Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 Thí nghiệm 3:Xác định nhiệt hịa tan CuSO4 khan-kiểm tra định luật Hess Ta có: cCuSO4 = (cal/g.độ); mnước = 50 (g) mCuSO4= 4(g) nCuSO4 = = 0.025 (mol) Nhiệt độ oC Lần Lần t1 31 30 t2 35 35 Q (cal) 242,08 302,6 ∆H (cal/mol) -9683,2 -12104 ∆Htb (cal/mol) -10893,6 Lần 1: Q=(mocoTB+mnướccnước+mCuSO4cCuSO4 )(t2 - t1)=(6,52+50+4)(35-31)=242,08(cal) ∆H = = = -9683,2 (cal/mol) => Phản ứng tỏa nhiệt Lần 2: Tương tự lần Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hịa tan NH4Cl Ta có: cNH4Cl=1 (cal/g.độ) ; mnước=50 (g) mNH4Cl = (g) nNH4Cl = = 0.07477 (mol) Nhiệt độ oC Lần Lần t1 31 30 t2 26 25 Q (cal) -302,6 -302,6 ∆H (cal/mol) 4047,0777 4047,0777 ∆Htb (cal/mol) 4047,0777 Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 Lần 1: Q=(moco TB+mnướccnước+mNH4ClcNH4Cl)(t2-t1) =(6,52+50+4)(26-31)=-302,6(cal) ∆H = = = 4047,0777(cal/mol) => Phản ứng thu nhiệt Lần 2: Tương tự lần IV TRẢ LỜI CÂU HỎI th phản ứng HCl + NaOH NaCl + H 2O tính theo số mol HCl hay NaOH cho 25ml dung dịch HCl 2M tác dụng với 25ml dung dịch NaOH 1M? Tại sao? Trả lời: nHCl = CM.V = 2.0,025 = 0,05 (mol) nNaOH = CM.V = 1.0,025 = 0,025 (mol) HCl NaOH Ban đầu 0,05 0,025 Phản ứng 0,025 0,025 Còn lại 0,025 Theo phương trình HCl cịn dư 0.025 mol mà tính dựa số mol chất phản ứng Thế nên, th th phản ứng tính theo số mol NaOH Nếu thay HCl 1M HNO3 1M kết thí nghiệm có thay đổi hay khơng? Trả lời: Kết thí nghiệm khơng đổi HN axit mạnh phân li hồn tồn, có nồng độ với dung dịch HCl phản ứng với NaOH phản ứng trung hịa Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 Tính lý thuyết theo định luật Hess So sánh với kết thí nghiệm Hãy xem nguyên nhân gây sai số thí nghiệm này: - Mất nhiệt nhiệt lượng kế - Do nhiệt kế - Do dụng cụ đong thể tích hóa chất - Do cân - Do sunfat đồng bị hút ẩm - Do lấy nhiệt dung riêng dung dịch sunfat đồng cal/mol.độ Theo em, sai số quan trọng nhất? Cịn ngun nhân khác khơng? Trả lời: Theo định luật Hess: ∆H3 =∆H1 +∆H2 =-18.7+2.8=-15,9 (kcal/mol) Theo thực nghiệm: ∆H3 = -10,89 (kcal/mol) Theo em, nguyên nhân gây sai số quan trọng sunfat đồng bị hút ẩm lúc cân thí nghiệm khiến phần đồng sunfat dạng ngậm nước Do đó, lượng nhiệt sinh theo thực nghiệm thấp so với lí thuyết Ngồi ra, q trình làm thí nghiệm, nhiệt lượng kế làm lượng nhiệt mơi trường bên ngồi Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 Báo cáo thí nghiệm Bài 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG I MỤC ĐÍCH THỊ NGHIỆM Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ đến vận tốc phản ứng Xác định bậc phản ứng phân huỷ Na2S2O3 mơi trường acid thực nghiệm II TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 1: Xác định bậc phản ứng theo Na2S2O3: Ống nghiệm Erlen TN V (ml) H2SO4 0,4M V (ml) Na2S2O3 0,1M V (ml) H2O 28 8 24 16 16 Dùng pipet vạch lấy axit cho vào ống nghiệm Dùng puret cho nước vào erlen Sau tráng buret Na2S2O3 0,1M tiếp tục dùng puret cho Na2S2O3 vào erlen Lần lượt cho phản ứng cặp ống nghiệm erlen sau:  Đổ nhanh axit ống nghiệm vào erlen  Bấm đồng hồ (khi dung dịch tiếp xúc nhau)  Lắc nhẹ sau để yên quan sát, vừa thấy dung dịch chuyển sang đục bấm đồng hồ Lặp lại TN lấy giá trị trung bình Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 Thí nghiệm 2: Xác định bậc phản ứng theo H2SO4: Làm tương tự thí nghiệm với lượng axit Na2S2O3 theo bảng sau: Ống nghiệm TN III Erlen V (ml) H2SO4 0,4M V (ml) Na2S2O3 0,1M V (ml) H2O 28 8 24 16 16 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Bậc phản ứng theo Na2S2O3 TN Nồng độ ban đầu (M) ∆t1 ∆t2 ∆tTB 0.08 105 100 102,5 0.02 0.08 49 47 48 0.04 0.08 24 21 22,5 ∆t1 ∆t2 ∆tTB Na2S2O3 H2SO4 0.01 Từ ∆tTB TN1 TN2 xác định m1 : m1 = = = 1,0945 Từ ∆tTB TN2 TN3 xác định m2 : m2 = = = 1,0931 Bậc phản ứng theo Na2S2O3 = = = 1,0938 Bậc phản ứng theo H2SO4 TN Nồng độ ban đầu (M) Na2S2O3 H2SO4 0.02 0.04 52 47 49,5 0.02 0.08 47 45 46 0.02 0.16 41 45 43 Từ ∆tTB TN1 TN2 xác định n1 : Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 n1 = = = 0,1058 Từ ∆tTB TN2 TN3 xác định m2 : n2 = = = 0,0973 Bậc phản ứng theo H2SO4 = = = 0,1016 Kết luận: Từ kết tính tốn bậc phản ứng, ta thấy bậc phản ứng m+n=1,1954, xấp xỉ IV 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 Trả lời: Nồng độ Na2S2O3 ảnh hưởng nhiều tới vận tốc phản ứng, gần tỉ lệ thuận với vận tốc phản ứng Nồng độ H2SO4 gần không ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng Biểu thức vận tốc phản ứng: V=k [Na2S2O3]1,0938 [H2SO4]0,1016 Bậc phản ứng = 1,0938+0,1016=1,1954 Cơ chế phản ứng viết sau: H2SO4 + Na2S2O3  Na2SO4 + H2S2O3 H2S2O3  H2SO3 + S↓ (1) (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 Trả lời: Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 Phản ứng (1) phản ứng trao đổi ion nên xảy nhanh Phản ứng (2) phản ứng tự oxi hóa- khử nên xảy chậm Thế nên, ta kết luận phản ứng (2) định vận tốc phản ứng Dựa sở phương pháp TN vận tốc xác định TN xem vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời? Trả lời: Ta có biểu thức để tính vận tốc phản ứng ∆c/∆t, mà thí nghiệm trên, ∆c xấp xỉ 0, nên vận tốc thí nghiệm vận tốc tức thời Thay đổi thứ tự cho H2SO4 Na2S2O3 bậc phản ứng có thay đổi hay không, sao? Trả lời: Bậc phản ứng khơng thay đổi Vì nhiệt độ xác định bậc phản ứng phụ thuộc chất hệ không phụ thuộc vào thứ tự chất phản ứng Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 Báo cáo thí nghiệm Bài 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH I TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM Thí nghiêm ̣ 2: Tráng buret dung dịch NaOH 0,1N , sau cho từ từ dung dịch NaOH 0,1N vào buret ( chỉnh mức ngang vạch 0) Dùng pipet 10ml lấy 10ml dung dịch HCl 1N vào erlen 150 ml,thêm 10 ml nước cất giọt phenolphtalein Mở khóa buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH xuống erlen vừa lắc nhẹ đến dung dịch erlen chuyển sang hồng nhạt bề khóa buret Đọc thể tích dung dịch NaOH Lă ̣p lại thí nghiê ̣m tương tự lần lần tìm giá trị trung bình Thí nghiêm ̣ 3: Tráng buret dung dịch NaOH 0,1N , sau cho từ từ dung dịch NaOH 0,1N vào buret ( chỉnh mức ngang vạch 0) Dùng pipet 10ml lấy 10ml dung dịch HCl 1N vào erlen 150 ml,thêm 10 ml nước cất giọt metyl da cam Mở khóa buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH xuống erlen vừa lắc nhẹ đến dung dịch erlen từ màu đỏ chuyển sang cam khóa buret Đọc thể tích dung dịch NaOH Lă ̣p lại thí nghiê ̣m tương tự lần lần tìm giá trị trung bình Thí nghiêm ̣ 4: Tráng buret dung dịch NaOH 0,1N , sau cho từ từ dung dịch NaOH 0,1N vào buret (chỉnh mức ngang vạch 0) Dùng pipet 10ml lấy 10ml dung dịch CH3COOHvào erlen 150 ml,thêm 10 ml nước cất giọt phenolphtalein Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 Mở khóa buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH xuống erlen vừa lắc nhẹ đến dung dịch erlen chuyển sang hồng nhạt bề khóa buret Đọc thể tích dung dịch NaOH Lă ̣p lại thí nghiê ̣m tương tự lần lần tìm giá trị trung bình Thay phenolphtalein thành metyl da cam, làm tương tự II KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 1: Xác định đường cong chuẩn độ HCl NaOH Thí nghiệm 2: Chuẩn độ axit HCl – bazơ NaOH với thuốc thử phenolphtalein Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 Lần VHCl (ml) VNaOH (ml) CNaOH (N) CHCl (N) Sai số 10 10,2 0,1 0,102 0,0003 10 10,1 0,1 0,101 0,0007 10 10,2 0,1 0,102 0,0003 Thí nghiệm 3: Chuẩn độ axit HCl – bazơ NaOH với thuốc thử metyl da cam Lần VHCl (ml) VNaOH (ml) CNaOH (N) CHCl (N) Sai số 10 9,4 0,1 0,094 0,001 10 9,3 0,1 0,093 10 9,2 0,1 0,092 0,001 Thí nghiệm 4: Chuẩn độ axit CH3COOH – bazơ NaOH Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 Lầ CCH3COOH Chất thị VCH3COOH (ml) VNaOH (ml) CNaOH (N) Phenol 10 10,4 0.1 0,104 phtalein 10 10,2 0.1 0,102 10 10,3 0.1 0,103 10 3,2 0,1 0,032 10 3,0 0,1 0,03 10 3,1 0,1 0,031 n 3 Metyl da cam (N) Phenolphtalein: Metyl da cam: III TRẢ LỜI CÂU HỎI 1.Khi thay đổi nồng độ HCl NaOH, đường cong chuẩn độ có thay đổi hay khơng, ? Trả lời: Có thay đổi bời pH phụ thuộc nồng độ chất phản ứng, nồng dộ lớn bước nhảy pH dài Trường hợp dung dịch q lỗng bước nhảy pH đường chuẩn độ ngắn, độ xác chuẩn độ giảm Việc xác định nồng độ axit HCl thí nghiệm cho kết xác hơn, sao? Trả lời : Thí nghiệm xác thí nghiệm vì bước nhảy Phenolphtalein từ 8-10 gần điểm định mức Từ kết thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic thị màu xác hơn, sao? Trả lời: Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com) lOMoARcPSD|12114775 Phenolphthalein xác Metyl da cam axit axetic axit yếu nên điểm định mức lớn nên dùng Phenolphtalein xác metyl da cam (bước nhảy 3.04.4 cách xa) Trong phép phân tích thể tích, đổi vị trí NaOH axit kết có thay đổi khơng, sao? Trả lời: Khơng thay đổi phản ứng cân Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)