Bg thuc tap hoa dai cuong vo co 2 3337

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VÕ TRƯỜNG TOẢN KHOA DƯỢC o0o BÀI GIẢNG MƠN HỌC THỰC TẬP HĨA ĐẠI CƯƠNG VƠ CƠ Giảng viên biên soạn: VÕ NGỌC HÂN HỨA HỮU BẰNG Đơn vị: KHOA DƯỢC Hậu Giang, 2015 NỘI QUY PHỊNG THÍ NGHIỆM Sinh viên (SV) làm thí nghiệm sau chuẩn bị kỹ nội dung lý thuyết thực hành, hiểu rõ mục đích thí nghiệm kế hoạch thí nghiệm Chỗ làm thí nghiệm phải gọn, cấm để đồ vật thừa (túi xách, chai lọ, dụng cụ không liên quan đến thí nghiệm) SV phải bận áo blouse q trình làm thí nghiệm Hố chất đặt nơi riêng phịng, SV đến lấy phải để lại chỗ cũ SV không tự ý sử dụng loại hoá chất, dụng cụ, thiết bị có phịng thí nghiệm khơng liên quan đến thực hành làm Khơng để hóa chất dây vào nhau: ống hút dung dịch sử dụng cho dung dịch Lấy hóa chất khơ phải dùng thìa Khi rót hóa chất lỏng từ chai phải quay nhãn chai phía để tránh dây hóa chất vào nhãn Nắp nút mở ra, muốn đặt lên bàn phải đặt ngửa để phía tiếp xúc với hóa chất không tiếp xúc với mặt bàn Chỉ lấy lượng hóa chất vừa đủ thí nghiệm Nếu lấy thừa, tuyệt đối không đổ lại vào chai đựng mà giao lại cho giáo viên hướng dẫn Phải rửa dụng cụ thí nghiệm làm vệ sinh chỗ trước Phải viết tường trình nộp cho giáo viên hướng dẫn QUY TẮC BẢO HIỂM Khơng ngửi trực tiếp hóa chất Các chất dễ cháy, dễ nổ (như KClO3) phải để xa lửa Na K kim loại bảo quản dầu hoả (để tránh nước khơng khí), muốn lấy phải dùng kẹp cắt dao Vụn kim loại thừa phải giao cho cán hướng dẫn, cấm vứt vào sọt rác hay Khi đun dung dịch ống nghiệm đèn cồn, phải hướng miệng ống nghiệm phía khơng có người, cấm nhìn thẳng vào miệng ống nghiệm Nếu đun dung dịch bình cầu, nên cho vào bình ống mao quản Khi làm việc với kiềm rắn (NaOH, KOH) phải cẩn thận tránh bắn vào mắt (phải đeo kính bảo hiểm, có) Cấm sờ tay vào kiềm rắn (phải dùng kẹp thìa để lấy) Khi pha lỗng axit, đặc biệt H2SO4 đậm đặc, phải rót axit vào nước, tuyệt đối khơng rót nước vào axit Cốc để rót phải đặt bàn, không cầm tay Nghiêm cấm việc di chuyển bình lớn chứa axit Khi thủy ngân bị rơi vãi (ví dụ: vỡ bầu nhiệt kế) phải báo cáo cho cán hướng dẫn để xử lý Đối với chất độc (hợp chất Hg, As, cyanua ) kim loại quý, sau làm thí nghiệm phải đổ lại vào bình chứa quy định Khi đút thủy tinh vào ống cao su, cần bôi trơn thủy tinh glixerin dùng khăn bọc chổ cầm, đề phòng thủy tinh gãy chọc vào tay Ống thủy tinh sau cắt phải chỗ cắt lửa trước dùng 10 Tất thí nghiệm có dùng bình khí nén phải có giáo viên hướng dẫn, cấm tự động vặn khóa sử dụng bình 11 Khi bị kiềm hay axit rơi vào da, rửa vịi nước mạnh, sau dùng dung dịch KMnO4 3% tẩm vào băng lại đưa đến bệnh viện 12 Khi bị kiềm hay axit bắn vào mắt phải rửa mắt bị thương lượng nước lớn đưa đến bệnh viện 13 Khi bị bỏng, lấy tẩm dung dịch KMnO4 3% băng lại Nếu bị bỏng P dùng bơng tẩm dung dịch CuSO4 2% đắp lại đưa đến bệnh viện MỘT SỐ DỤNG CỤ VÀ THAO TÁC CƠ BẢN TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM MỤC ĐÍCH - U CẦU Mục đích Cung cấp cho sinh viên kiến thức số dụng cụ phịng thí nghiệm nắm vững thao tác cần thiết trình tiến hành thí nghiệm u cầu Gọi tên công dụng dụng cụ phịng thí nghiệm, tn thủ thao tác hướng dẫn làm thí nghiệm MỘT SỐ DỤNG CỤ CƠ BẢN 1.1 Ống nghiệm: dụng cụ dùng để thực phản ứng với lượng nhỏ 1.2 Pipet: ống thuỷ tinh dài, có vạch chia thể tích, dùng để lấy thể tích xác chất lỏng Có loại pipet: - Pipet bầu: dùng để lấy thể tích chất lỏng xác định - Pipet dài: dùng để lấy thể tích chất lỏng Có loại pipet dung tích: mL, mL, mL, 10 mL, 25 mL Pipet thẳng Micropipet Buret 1.3 Buret: ống thuỷ tinh dài, có vạch chia thể tích, đầu có khố hãm, dùng để xác định thể tích xác chất lỏng tiêu tốn q trình chuẩn độ Có loại buret dung tích: mL, 10 mL, 25 mL 50 mL 1.4 Bình nón: dụng cụ dùng để đựng dung dịch phản ứng cần lắc, đun, đựng dung dịch chuẩn độ 1.5 Ống đong: ống thủy tinh hình trụ, có vạch chia thể tích, dùng để lấy thể tích lớn chất lỏng Có loại ống đong dung tích: 50 mL, 100 mL, 250 mL, 500 mL, 1000 mL Ống đong Bình định mức Bình nón 1.6 Bình định mức: bình thuỷ tinh cổ hẹp, có vạch định mức, dùng để lấy lượng lớn thể tích xác chất lỏng Bình định mức sử dụng để pha dung dịch Có loại bình định mức: 25 mL, 100 mL, 250 mL, 500 mL 1000 mL Phễu lọc Phễu chiết Cốc có mỏ 1.7 Phễu lọc: dụng cụ dùng để lọc rót chất lỏng Khi dùng phễu thường đặt phễu giá đặt trực tiếp lên dụng cụ hứng: chai lọ, bình nón, bình cầu Khi rót chất lỏng, khơng rót đầy đến miệng phễu, tránh phễu nghiêng chất lỏng chảy 1.8 Phễu chiết: dụng cụ dùng để tách chất lỏng không tan lẫn khỏi Ngồi ra, cịn sử dụng để đựng axit dụng cụ điều chế khí: CO2, NH3, H2, 1.9 Cốc: dụng cụ thường dùng để làm thí nghiệm với lượng lớn hoá chất Cốc làm thuỷ tinh chịu nhiệt có hai dạng cốc có mỏ (becher) khơng có mỏ Khi đun nóng hố chất cốc thuỷ tinh phải đun qua lưới amiăng bếp điện bếp cách thuỷ Ống nghiệm Cối chày sứ Chén sứ 1.10 Nhiệt kế: dụng cụ dùng để đo nhiệt độ Khi đo nhiệt độ chất lỏng, cần nhúng ngập bầu thuỷ ngân nhiệt kế chất lỏng, không để nhiệt kế sát thành thuỷ tinh Khi cột thuỷ ngân khơng dâng lên đọc nhiệt độ, để mắt ngang với mực thuỷ ngân Khi sử dụng nhiệt kế phải cẩn thận, tránh rơi vỡ, không để nhiệt kế thay đổi nhiệt độ đột ngột, không đo nhiệt độ cao thang chia nhiệt kế tránh vỡ nhiệt kế Thuỷ ngân lỏng dễ bay hơi, thuỷ ngân độc Vì thế, nhiệt kế bị vỡ, dùng mảnh giấy thu hồi hạt thuỷ ngân cho vào lọ đựng nước, xử lý thuỷ ngân cịn sót lại bột lưu huỳnh (S), đồng thời làm thơng gió phịng Nhiệt kế Cân kỹ thuật Cân phân tích 1.11 Chén, bát sứ: dụng cụ dùng để nung, đốt cháy chất hữu nhiệt độ cao Bát sứ dùng để cô dung dịch, trộn chất với nhau, nung chảy chất Congtogut Chổi rửa ống nghiệm Quả bóp cao su van Quả bóp cao su Bình tia Giấy lọc CÁC THAO TÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN 2.1 Lấy hóa chất Trong thực nghiệm, cần lấy lượng hoá chất nhỏ dạng rắn, ta sử dụng thìa Mỗi lọ đựng hố chất phải có thìa riêng, khơng để lẫn thìa từ lọ sang lọ khác Khi dùng thìa đưa hóa chất vào ống nghiệm, khơng thọc thìa sâu vào ống nghiệm, khơng đụng thìa vào miệng ống nghiệm Khi cần lấy lượng hoá chất nhỏ dạng lỏng, ta sử dụng ống nhỏ giọt Trong lọ đựng dung dịch hóa chất có ống nhỏ giọt riêng không để lẫn từ lọ sang lọ khác Không cắm sâu ống nhỏ giọt vào ống nghiệm không để ống nhỏ giọt chạm vào miệng ống nghiệm Trường hợp cần lấy lượng xác hóa chất rắn phải cân, dung dịch phải dùng buret pipet Khi dùng buret để lấy thể tích định chất lỏng người ta đổ dung dịch vào vạch tháo bớt vạch đầu phía buret Tay phải cầm cốc, tay trái mở khóa buret lấy chất lỏng vào cốc Nhìn số ghi buret ta biết số mL chất lỏng lấy Pipet ống thủy tinh dài có vạch chia, đầu thon lại Pipet dùng để lấy thể tích xác định chất lỏng Có nhiều loại pipet với dung tích khác nhau: mL, mL, mL, 10 mL, 25 mL, 50 mL Khi cần lấy thể tích xác định chất lỏng: ta đặt đầu pipet vào chất lỏng cần lấy, dùng ống bóp cao su hút chất lỏng vào pipet, dùng ngón tay trỏ bịt đầu pipet, nới tay để tháo chất lỏng từ từ mặt khum chất lỏng ống trùng với vạch mức bịt chặt đầu pipet lại Sau đưa chất lỏng sang cốc tháo chất lỏng vào Khi tháo cho đầu pipet chạm nhẹ vào thành cốc để chất lỏng chảy xuống theo thành cốc Khi nhìn mức chất lỏng pipet phải ý để mắt ngang với vạch mức pipet 2.2 Đun nóng Các dụng cụ để đun nóng PTN thường dùng là: - Đèn cồn: dùng đèn cồn cần phải lưu ý châm lửa không ghé đèn châm mà phải dùng mồi lấy lửa; tắt đèn phải dùng nắp úp vào, không dùng miệng để thổi; điểm nóng chỗ 1/3 lửa kể từ xuống - Bếp cách cát bếp cách thủy: cần đun nóng từ 1000C trở xuống dùng bếp đun cách thủy Khi cần đun nóng 1000C dùng bếp đun cách cát Bếp điện Đèn cồn Đèn gas Khi đun nóng chất lỏng bình cầu hay cốc phải đặt lưới amiăng đặt kiềng đun đèn cồn bếp điện Khi đun nóng chất lỏng ống nghiệm dùng kẹp gỗ để giữ ống nghiệm, cầm nghiêng ống nghiệm, cho miệng ống nghiệm hướng vào tường nơi khơng có người đề phịng chất lỏng bắn 2.3 Cô dung dịch sấy khô kết tủa Muốn cô cạn dung dịch, người ta đổ dung dịch vào cốc hay chén sứ khơng q 2/3 dung tích Đặt cốc hay chén lên lưới amiăng đun đèn cồn hay bếp điện Để chất lỏng không bắn ngoài, cần điều chỉnh lửa đừng to q gần kết thúc đưa bình vào đun cách thủy Sau làm bay hơi, kết tủa cịn lại dạng ướt khơng thể sấy khơ hồn tồn, người ta đặt kết tủa vào tủ sấy giữ nhiệt độ cố định suốt thời gian Có thể dùng bình hút ẩm để làm khơ kết tủa Bình hút ẩm 2.4 Rửa dụng cụ Tủ sấy Đồng hồ bấm giây Đối với ống nghiệm, trước rửa phải đổ hết hóa chất bỏ ống nghiệm vào chậu sành Cầm ống nghiệm tay trái, ngón tay trỏ đặt đáy ống nghiệm, cho nước vào ống nghiệm, dùng chổi lông cọ phía ống nghiệm Tráng nhiều lần nước lã nước cất úp vào giá Tùy loại ống nghiệm mà dùng loại chổi lơng thích hợp.Đối với dụng cụ thuỷ tinh khác như: cốc, chén, bình thủy tinh dùng chổi lơng cọ Khi cần thiết dùng hỗn hợp chất oxi hố để rửa (ví dụ: hỗn hợp axit H2SO4 muối K2Cr2O7) Axit Bazơ Trung tính Phenolphtalein Metyl da cam Quỳ 3.2 Phản ứng trao đổi dung dịch 3.2.1 Lấy vào ống nghiệm 10 giọt dung dịch NaOH 0,1M giọt phenolphtalein Thêm từ từ giọt dung dịch HCl 0,1M đến dư Quan sát tượng xảy ra, giải thích, viết phương trình phản ứng dạng phân tử ion thu gọn 3.2.2 Lấy vào ống nghiệm giọt dung dịch FeCl3 0,1M 10 giọt dung dịch NaOH 0,1M Quan sát tượng xảy ra, giải thích, viết phương trình phản ứng dạng phân tử ion thu gọn 3.2.3 Lấy vào ống nghiệm bột CaCO3, thêm từ từ vào giọt dung dịch HCl 0,1M Quan sát tượng xảy ra, giải thích, viết phương trình phản ứng dạng phân tử ion thu gọn Qua thí nghiệm trên, rút kết luận điều kiện để phản ứng trao đổi xảy dung dịch điện ly? 3.3 Sự thủy phân muối 3.3.1 Lấy vào ống nghiệm: - Ống 1: giọt dung dịch Na2CO3 0,1M - Ống 2: giọt dung dịch NH4Cl 0,1M - Ống 3: giọt dung dịch CH3COONH4 0,1M - Ống 4: giọt dung dịch NaCl 0,1M Dùng giấy thị màu vạn để xác định pH dung dịch Giải thích kết xác định môi trường dung dịch Viết phương trình phản ứng thủy phân 3.3.2 Lấy vào ống nghiệm, ống giọt dung dịch Al2(SO4)3 0,1M Lần lượt thêm vào: - Ống 1: giọt dung dịch (NH4)2S 0,1M - Ống 2: giọt dung dịch Na2CO3 0,1M Quan sát tượng xảy ra, giải thích viết phương trình phản ứng 3.3.3 Lấy vào ống nghiệm giọt dung dịch Bi(NO3)3 0,1M (có thể thay dung dịch SbCl3 0,1M hay FeCl3 0,1M) pha loãng mL nước cất Quan sát tượng xảy ra, giải thích viết phương trình phản ứng thuỷ phân Sau thêm giọt dung dịch HNO3 (hoặc HCl 1M) kết tủa tan hết Giải thích, viết phương trình phản ứng Từ rút nhận xét ảnh hưởng pha loãng đến thủy phân cách ngăn ngừa thủy phân muối? 3.3.4 Lấy vào ống nghiệm ống 10 giọt dung dịch CH3COONa 0,1M Nếu thêm vào ống giọt phenolphtalein có xuất màu hồng không? Trong dung dịch xảy phản ứng gì? Giữ ống để so sánh Đun nóng ống quan sát biến đổi màu Để nguội, quan sát biến đổi màu trở lại Giải thích Rút kết luận ảnh hưởng nhiệt độ đến thủy phân? 3.4 Chất điện ly tan 3.4.1 Lần lượt lấy vào ống nghiệm: - Ống 1: giọt dung dịch CaCl2 0,1M giọt dung dịch Na2SO4 0,1M - Ống 2: giọt dung dịch CaCl2 0,001M giọt dung dịch Na2SO4 0,001M Lắc đều, đun nóng nhẹ Quan sát tạo thành kết tủa ống nghiệm Giải thích, biết TCaSO4 = 6,1.10-5 Từ rút kết luận điều kiện tạo thành kết tủa 3.4.2 Lấy vào ống nghiệm 2mL dung dịch CaCl2 0,1M 2mL dung dịch Na2SO4 0,1M Quay li tâm, thu lấy phần dung dịch suốt Thêm từ từ dung dịch Na2CO3 0,1M vào dung dịch thu Quan sát tượng xảy ra, giải thích, biết TCaCO3 = 4,8.10-9, TCaSO4 = 6,1.10-5 3.4.3 Lấy vào ống nghiệm giọt dung dịch CaCl2 0,1M giọt dung dịch (NH4)2C2O4 0,1M Quay ly tâm, gạn bỏ phần dung dịch Thêm vào kết tủa giọt dung dịch HCl 1M Kết tủa bị hồ tan hay khơng? Giải thích Từ rút kết luận điều kiện hoà tan kết tủa 3.5 Dung dịch đệm 3.5.1 Dùng pipet lấy vào ống nghiệm lớn: - Ống 1: mL dung dịch CH3COOH 1M mL dung dịch CH3COONa 1M Lắc đều, dùng giấy thị màu vạn xác định pH dung dịch Dung dịch ống nghiệm gọi đệm axetat - Ống 2: mL dung dịch NH3 1M mL dung dịch NH4Cl 1M Lắc đều, dùng giấy thị màu vạn xác định pH dung dịch Dung dịch ống nghiệm gọi đệm amoni 3.5.2 Lấy vào ống nghiệm nhỏ: - Ống 1: mL dung dịch đệm axetat giọt thị metyl da cam - Ống 2: mL dung dịch đệm amoni giọt thị metyl da cam Lần lượt thêm vào ống 2-3 giọt dung dịch HCl 0,1M Quan sát màu sắc ống nghiệm trước sau thêm dung dịch HCl Từ rút nhận xét vai trị dung dịch đệm? CÂU HỎI Khái niệm axit, bazơ? Thế chất thị màu axit - bazơ? Khái niệm tích số tan? Điều kiện hoà tan kết tủa chất điện ly tan? Vai trị dung dịch đệm? Cách tính pH dung dịch đệm? Bài PHẢN ỨNG OXI HỐ - KHỬ VÀ ĐIỆN HĨA HỌC MỤC ĐÍCH - U CẦU Mục đích Cung cấp cho sinh viên kiến thức thực nghiệm số phản ứng oxi hoá - khử, chiều xảy phản ứng oxi hố - khử, khảo sát q trình điện phân số dung dịch chất điện ly Yêu cầu Sinh viên cần nắm vững kiến thức oxi hoá - khử, chiều phản ứng oxi hoá - khử, phương pháp cân phản ứng oxi hoá - khử, q trình điện phân TĨM TẮT LÝ THUYẾT 1.1 Phản ứng oxi hoá - khử Phản ứng oxi hoá - khử phản ứng có thay đổi mức oxi hoá nguyên tử trước sau phản ứng Nguyên nhân dẫn đến thay đổi mức oxi hoá nguyên tử chuyển dời điện tử từ nguyên tử sang nguyên tử khác Chất oxi hoá chất nhận điện tử Các chất oxi hố điển hình là: đơn chất ngun tố có độ âm điện lớn (F2, Cl2, O2 ), cation kim loại có mức oxi hố cao (Sn4+, Fe3+, Ce4+ ), anion phức tạp nguyên tố trung tâm có mức oxi hố cao (CrO42-, Cr2O72-, ClO-, MnO4- ) Chất khử chất nhường điện tử Các chất khử điển hình: đơn chất nguyên tố có độ âm điện bé (các kim loại), cation kim loại có mức oxi hố thấp bền (Fe2+, Ge2+, Cr3+ ), anion phức tạp ngun tố trung tâm có mức oxi hố thấp (SO32-, NO2- ) Quá trình nhận electron chất oxi hố gọi q trình khử Q trình nhường electron chất khử gọi q trình oxi hố 1.2 Cặp oxi hoá - khử liên hợp Một chất (nguyên tử, phân tử, ion ) dạng oxi hoá sau nhận electron chuyển thành dạng khử tương ứng Ví dụ: Cu2+ + 2e = Cu Cl2 + 2e = 2Cl- dạng oxi hoá dạng khử dạng oxi hoá dạng khử Chúng tạo thành cặp oxi hoá - khử liên hợp, ký hiệu Ox/Kh, ví dụ: Cu2+/Cu, Cl2/2Cl- 1.3 Thế điện cực Điện cực hệ nhiều pha dẫn điện tiếp xúc với xảy phản ứng oxi hố - khử Mỗi điện cực có xác định gọi điện cực Ví dụ điện cực Zn/Zn2+; điện cực Ag, AgCl/Cl-; điện cực Pt, H2/H+; điện cực Pt/Fe3+, Fe2+ Nếu nồng độ dung dịch chất điện ly điện cực đơn vị (1M), nhiệt độ 25oC điện cực đo gọi điện cực tiêu chuẩn, ký hiệu o Ví dụ điện cực tiêu chuẩn điện cực Zn/Zn2+: oZn2+/Zn = -0,76 (V); điện cực Cu/Cu2+: oCu2+/Cu = 0,34 (V) Trường hợp dung dịch chất điện ly có nồng độ nhiệt độ 250C, điện cực tính theo phương trình Nernst:   0  0,059 Ox  lg Kh  n 1.4 Nguyên tố Galvani Nếu thực phản ứng oxi hoá - khử mà trình khử nơi trình oxi hoá nơi khác, cho electron chuyển qua dây dẫn mạch ngồi sinh dòng điện Nghĩa chuyển hóa thành điện Đó nguyên tắc hoạt động nguyên tố Galvani Nhưng muốn cho electron chuyển từ nơi sang nơi khác chúng phải có chênh lệch điện Nghĩa phải có vị trí có điện khác Do để có thiết bị chuyển hóa thành điện (nguyên tố Galvani, pin, mạch điện hóa) cần phải ghép nối điện cực khác dây dẫn mạch ngồi Ví dụ : Pin Daniel – Jacobi Pin Daniel – Jacobi ghép nối từ hai điện cực : Cu/Cu2+ Zn/Zn2+ có cấu tạo sau: Cầu muối Catot Anot Hình: Sơ đồ cấu tạo pin Daniel - Jacobi + Hoạt động pin : Ở mạch ngồi dịng điện chạy từ cực Cu sang cực Zn, trình hoạt động cực Zn bị mịn dần, cịn cực Cu dày thêm, điện cực Cu điện cực lớn gọi cực dương (Catot), điện cực Zn điện cực nhỏ gọi cực âm (Anot) Phản ứng xảy điện cực : Ở cực dương: Cu2++ 2e  Cu Ở cực âm: Zn – 2e  Zn2+ Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu Như : Ở cực dương xảy trình khử, chất oxi hoá nhận điện tử Ở cực âm xảy q trình oxi hố, chất khử nhường điện tử + Ký hiệu pin : Theo quy ước, để ký hiệu pin, người ta viết cực âm bên trái cực dương bên phải Ví dụ: Pin Daniel - Jacobi ký hiệu sau: (-) Zn │ZnSO4║CuSO4│Cu (+) Sức điện động (E) nguyên tố Galvani hiệu điện cực dương điện cực âm: E = (+) - (-) 1.5 Chiều phản ứng oxi hoá - khử Để xác định chiều phản ứng oxi hoá - khử : Ox1 + Kh2 = Ox2 + Kh1 (1) 25oC Người ta thiết lập pin gồm hai điện cực: Pt/ Ox1, Kh1 Pt/ Ox2, Kh2 Giữa biến thiên đẳng nhiệt - đẳng áp (G) phản ứng oxi hoá - khử xảy pin hoạt động sức điện động pin có mối quan hệ : G = - nFE Để phản ứng xảy ra, theo điều kiện nhiệt động học biến thiên thiên đẳng nhiệt - đẳng áp G < 0, sức điện động pin E > Giả sử : ox1/kh1 (1) >ox2/kh2 (2) Sức điện động pin ghép nối từ điện cực E = 1 - 2 Điện cực Pt/ Ox1, Kh1 cực dương, cịn điện cực Pt/ Ox2, Kh2 đóng vai trò cực âm Khi pin hoạt động, điện cực xảy phản ứng sau: Ở cực dương: Ox1 + ne  Kh1 Ở cực âm: Kh2 - ne  Ox2 Ox1 + Kh2 Ox2 + Kh1 Như vậy, ox1/kh1 (1) > ox2/kh2 (2) phản ứng (1) xảy theo chiều từ trái sang phải Tổng quát: Một phản ứng oxi hoá - khử xảy theo chiều : “Dạng oxi hoá cặp oxi hố - khử điện cực dương đóng vai trị chất nhận điện tử” 1.6 Sự điện phân Điện phân q trình oxi hố - khử xảy bề mặt điện cực cho dòng điện chiều qua chất điện ly trạng thái nóng chảy hay dung dịch Q trình điện phân thực bình điện phân gồm hai điện cực nhúng vào dung dịch chất điện ly (hay chất điện ly nóng chảy) nối với nguồn điện chiều bên Cực âm nguồn điện gọi catot cực dương gọi anot 1.6.1 Điện phân chất điện ly nóng chảy Q trình điện phân chất điện ly nóng chảy xảy đơn giản, điện cực có ion chất điện ly chúng tham gia phóng điện Ví dụ điện phân NaCl nóng chảy nhiệt độ 850 oC Ở catot (-) : Na+ + e = Na Ở anot (+) : Cl- - e = ½ Cl2 dpnc  Na + ½ Cl2 Phản ứng tổng quát : NaCl  1.6.2 Điện phân dung dịch chất điện ly Trong trường hợp này, ngồi có mặt ion chất điện ly cịn có ion H+ OH- nước điện ly, nên trình xảy phức tạp * Quá trình xảy catot: catot có cation kim loại ion H + Các phản ứng xảy là: Mn+ + ne  M 2H+ + 2e  H2 (nếu môi trường axit) 2H2O + 2e  H2 + 2OH- (nếu môi trường trung tính bazơ) Khả tham gia phản ứng (phóng điện) ion catốt nào? Trong dung dịch nước, ion kim loại kiềm, kiềm thổ ion nhơm khơng bị khử, ion H+ bị khử Nếu có mặt cation kim loại kể từ Zn trở dãy điện hố chúng bị khử theo thứ tự : cation kim loại điện cực lớn dễ bị khử Ví dụ dung dịch có cation : Zn2+, Cu2+, Al3+, Ca2+, H+ với nồng độ ion bị khử theo thứ tự : Cu2+, Zn2+, H+ Hai cation Al3+, Ca2+ khơng bị khử * Q trình xảy anot: anot xảy phóng điện anion gốc axit chất điện ly, ion OH-, tuỳ vật liệu làm điện cực anot mà bị oxi hố q trình điện phân Vì phân biệt trường hợp: a/ Anot trơ: Trong trường hợp dùng C (grafit) hay Pt làm anot, thứ tự phóng điện anion sau: - 2e  A2 2OH- - 2e  ½O2 + H2O (nếu mơi trường bazơ) H2 O  ½O2 + 2H+ (nếu mơi trường trung tính 2A- axit) - 2e Dễ bị oxi hố anion gốc axit không chứa oxi I-, Br-, Cl- sau đến ion OH-, anion gốc axit chứa oxi NO3-, SO42-, PO43- khơng bị oxi hố b/ Anot tan: Nếu dùng kim loại Zn, Ni, Cu làm anot kim loại dễ bị oxi hố điện cực nhỏ cặp oxi hố - khử anion anốt, kết chúng bị tan trình điện phân gọi anốt tan (dương cực tan) DỤNG CỤ - HOÁ CHẤT 2.1 Dụng cụ 2.1.1 Dụng cụ dùng chung - Điện cực Cu: (dây điện 40 cm hàn vào Đồng kim loại 20x40 mm) - Điện cực than chì: (dây điện 40 cm hàn vào lõi than pin thỏ) - Cốc 250 mL: - Nguồn điện chiều: 2.1.2 Dụng cụ cho nhóm: - Giá để ống nghiệm: - Kẹp gỗ: - Ống nghiệm nhỏ: 10 - Bình tia: - Đèn cồn:1 - Ống nghiệm: 10 -Pipet mL: - Ống đong 100 mL: 2.2 Hoá chất 2.2.1 Hoá chất dùng chung - dd KI 0,1M: lọ 100 mL - dd FeSO4 0,1M: lọ 100 mL - dd H2O2 10%: lọ 100 mL - dd KMnO4 0,1M: lọ 100 mL - dd Na2SO3 0,1M: lọ 100 mL - dd K2Cr2O7 0,1M: lọ 100 mL - dd H2SO4 1M: lọ 100 mL - dd NaOH 2N: lọ 100 mL - Hồ tinh bột: lọ 100 mL - Cloroform: lọ 100 mL - dd nước clo bão hoà: lọ 100 mL - dd CuSO4 1M: lọ 500 mL - Dụng dịch KI 0,1M: lọ 500 mL - dd KBr 0,1M: lọ 100 mL - dd FeCl3 0,1M: lọ 100 mL - dd NaCl 0,1M: lọ 500 mL - Benzen: lọ 100 mL - Hồ tinh bột: lọ 100 mL - Phenolphtalein: lọ 100 mL 2.2.2 Hố chất cho nhóm THỰC HÀNH 3.1 Lấy vào ống nghiệm vài giọt dung dịch KI 0,1M, thêm tiếp vài giọt cloroform cuối vài giọt dung dịch nước clo bão hoà Lắc ống nghiệm Quan sát tượng xảy ra, giải thích viết phương trình phản ứng Xác định chất oxi hoá, chất khử phản ứng 3.2 Lấy vào ống nghiệm vài giọt dung dịch K2Cr2O7 0,1M, vài giọt dung dịch H2SO4 1M cuối thêm vài giọt Na2SO3 0,1M Quan sát tượng xảy Viết phương trình phản ứng 3.3 Lần lượt lấy vào ống nghiệm: - Ống 1: giọt dung dịch KMnO4 0,1M giọt dung dịch H2SO4 1M - Ống 2: giọt dung dịch KMnO4 0,1M giọt dung dịch NaOH1M - Ống 3: giọt dung dịch KMnO4 0,1M giọt nước cất Thêm từ từ dung dịch Na2SO3 0,1M vào ống nghiệm dư Quan sát tượng xảy ra, giải thích viết phương trình phản ứng 3.4 Lấy vào ống nghiệm: - Ống 1: giọt dung dịch KMnO4 0,1M giọt dung dịch H2SO4 1M - Ống 2: giọt dung dịch KI 0,1M giọt dung dịch H2SO4 1M Lần lượt thêm vào ống giọt dung dịch H2O2 10% Quan sát tượng xảy ống nghiệm, giải thích viết phương trình phản ứng Hãy cho biết vai trị H2O2 phản ứng 3.5 Lấy vào ống nghiệm giọt dung dịch KMnO4 0,1M, vài giọt dung dịch H2SO4 1M làm môi trường Thêm tiếp vài giọt dung dịch FeSO4 0,1M Quan sát tượng xảy ra, giải thích viết phương trình phản ứng 3.6 Xác định chiều phản ứng oxi hoá - khử Ống nghiệm 1: lấy mL dung dịch KBr 0,1M, thêm tiếp mL dung dịch FeCl3 0,1M cuối mL benzen Ống nghiệm 2: lấy mL dung dịch KI 0,1M, thêm tiếp mL dung dịch FeCl3 0,1M vài giọt hồ tinh bột Chú ý màu sắc lớp benzen ống nghiệm Dùng nút cao su đậy ống nghiệm lắc kỹ, để yên quan sát tượng xảy ống Viết phương trình phản ứng Giải thích 3.7 Điện phân dung dịch KI Lấy 60 mL dung dịch KI 0,1M vào cốc có dung tích 100 mL Thêm vài giọt phenolphtalein vài giọt hồ tinh bột Gắn vào cốc điện cực than chì nối với nguồn điện chiều có điện khoảng  12 (V) Quan sát giải thích tượng xảy bình điện phân Viết phương trình phản ứng xảy điện cực 3.8 Điện phân dung dịch NaCl Lấy 60 mL dung dịch NaCl 0,1M vào cốc có dung tích 100 mL, thêm vài giọt phenolphtalein Gắn vào cốc điện cực than chì nối với nguồn điện chiều có điện khoảng  12 (V) Quan sát giải thích tượng xảy bình điện phân Viết phương trình phản ứng xảy điện cực 3.9 Điện phân dung dịch CuSO4 với anot Cu Nhúng vào cốc có dung tích 100 mL có chứa sẵn 60 mL dung dịch CuSO4 1M Cu (làm cực dương) than chì (làm cực âm) Tiến hành điện phân thời gian khoảng 15 phút hiệu  12 V Quan sát giải thích tượng xảy điện cực Viết phương trình phản ứng minh hoạ CÂU HỎI Xác định chiều phản ứng cặp oxi hoá - khử So sánh phản ứng hoá học xảy pin phản ứng oxi hố - khử thơng thường Phương pháp cân phản ứng oxi hoá - khử? Ứng dụng thực tế trình điện phân dùng dương cực tan? PHẦN PHỤ LỤC Phụ lục Tích số tan (T) số chất điện ly tan nước 25oC [3] Chất điện ly Tích số tan Chất điện ly Tích số tan AgBr 6,3.10-13 Fe(OH)2 4,8.10-16 AgCl 1,1.10-11 FeS 3,7.10-19 AgI 1,5.10-16 Hg2Cl2 1,1.10-18 Ag2S 5,7.10-51 HgS 4,0.10-53 Ag2CrO4 1,9.10-12 MgCO3 4,0.10-5 AgSCN 1,0.10-12 Mg(OH)2 5,5.10-12 Al(OH)3 1,9.10-33 MgC2O4 8,6.10-5 BaCO3 7,0.10-9 Mn(OH)2 4,0.10-14 BaCrO4 1,2.10-10 MnS 5,6.10-16 BaSO4 1,1.10-10 Ni(OH)2 1,6.10-16 BaC2O4 1,5.10-8 NiS 2,0.10-24 CaCO3 4,8.10-9 PbCO3 1,5.10-13 CaC2O4 1,3.10-9 PbCl2 1,7.10-5 CaSO4 6,1.10-5 PbSO4 1,8.10-8 CaCrO4 1,0.10-4 PbI2 8,7.10-9 Cu(OH)2 2,2.10-20 PbS 1,1.10-29 CuS 4,0.10-38 Zn(OH)2 1,0.10-17 Fe(OH)3 3,8.10-38 ZnS 1,0.10-23 Phụ lục Thế điện cực tiêu chuẩn số cặp oxi hoá - khử 25oC [3] o (V) Phản ứng oxi hoá - khử STT Li+ +e = Li -3,045 K+ +e = K -2,925 Ba2+ +2e = Ba -2,906 Ca2+ +2e = Ca -2,866 Na+ +e = Na -2,714 Mg2+ +2e = Mg -2,363 Be2+ +2e = Be -1,850 Al3+ +3e = Al -1,662 Mn2+ +2e = Mn -1,180 10 Zn2+ +2e = Zn -0,763 11 Cr3+ +3e = Cr -0,744 12 Fe2+ +2e = Fe -0,440 13 Cd2+ +2e = Cd -0,403 14 Co2+ +2e = Co -0,277 15 Ni2+ +2e = Ni -0,250 16 Sn2+ +2e = Sn -0,136 17 Pb2+ +2e = Pb -0,126 18 Fe3+ +3e = Fe -0,036 19 H+ +e = 1/2H2 0,000 20 Bi3+ +3e = Bi +0,280 21 Cu2+ +2e = Cu +0,337 22 I2 +2e = 2I- +0,536 23 MnO4- + 2H2O +3e = MnO2 + 4OH- +0,590 24 Fe3+ +e = Fe2+ +0,771 25 Hg22+ +2e = 2Hg +0,788 26 Ag+ +e = Ag +0,799 27 Br2 +2e = 2Br- +1,070 28 Pt2+ +2e = Pt +1,200 29 Cr2O72- + 14H+ +6e = 2Cr3+ + 7H2O +1,330 30 Cl2 +2e = 2Cl- +1,359 31 MnO4- + 8H+ +5e = Mn2+ + 4H2O +1,510 32 Au+ +e = Au +1,680 33 H2O2 + 2H+ +2e = 2H2O +1,780 34 F2 +2e = 2F- +2,870 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình thực tập Hố đại cương (2010), Khoa Hoá, trường Đại học Khoa học, Đại học Huế [2] Giáo trình thực tập Hố đại cương (1995), Khoa Hoá, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội [3] P W Atkins, J A Beran (1996), General Chemistry, Scientific American Library