Báo cáo thí nghiệm bộ môn hóa đại cương bài 2 nhiệt phản ứng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA    BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BỘ MƠN: HĨA ĐẠI CƯƠNG GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: NGUYN PHƯỚC THIÊN LỚP: L52 NHÓM 10 Nguyễn Trung Nghĩa Nguyễn Đức Hiếu  MSSV: 2013875 MSSV: 2113352 BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG I: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 1:  Nhiệt độ (t0) Lần Lần t1 31,5 31 t2 61 63 t3 47 48 m0c0 (cal/độ) 5,4 6,7 m0c0TB = 6,05 + Với m = 50g c = cal/độ + Tính mẫu: Lần 1: moco = mc ( t 3− t 1 )−( t 2 −t 3 ) ( 47 −31 , )−(61 −47 )  = 50.1 = 5,4 cal/độ (61− 47 ) (t 2−t 3 ) Lần 2: moco = mc ( 48 −31 )−(63− 48 ) ( t 3− t 1 )−( t 2 −t 3 )  = 50.1 (63− 48 ) = 6,7 cal/độ (t  2 −t 3 ) Thí nghiệm 2:  Nhiệt độ 0C Lần t1 33 t2 34 t3 39 Q (cal) 313,78 ∆H (cal/mol) -12551,2 *Với m = 50.1,02 = 51g; c = cal/độ; n = 0,025 mol m 0c0 = 6,05 cal/độ Tính mẫu lần 1: + ∆t + Q = t  − t 1 + t 2  = 5,5 0C = (moco + mc).∆t = (6,05 + 51.1).5,5 = 313,78 (cal) ∆H = −Q n  = −313 , 78 0.025  = -12551,2 (cal/mol) ∆H < nên phản ứng tỏa nhiệt Thí nghiệm 3:  Nhiệt độ 0C Lần t1 33,5 t2 39 Q (cal) 331,925 ∆H (cal/mol) -12293,5 Ta có: mCuSO4 = 4,3g +Với c = cal/độ m0c0 = 6,05 cal/độ Tính mẫu lần 1: + m = 50 + m CuSO4 = 54,3g + ∆t = t2 - t1 = 5,5 0C + mCuSO n =  M  CuSO  = 0,027mol Q = (moco + mc).∆t = (6,05 + 54,3.1).5,5 = 331,925 (cal) ∆H = −Q n  = −331,925 0.027  = -12293,5 (cal/mol) ∆H < nên phản ứng tỏa nhiệt Thí nghiệm 4:  Nhiệt độ 0C Lần t1 33 t2 29 Q (cal) -278.78 ∆H (cal/mol) 3727 Ta có: m = 4,09g Tính mẫu lần 1: +Với c = cal/độ m0c0 = 6,05 cal/độ +m = 50 + m NH4Cl = 54,09g ∆t = t2 - t1 = - 0C m NH 4 Cl  N =  M   NH 4 Cl  = 0,0764 mol Q = (moco+ mc).∆t = (6,05+54,09.1).(-4) = -240,56 (cal) ∆H = −Q n 240 , 56  = 0,0764  = 3148,7 (cal/mol) ∆H > nên phản ứng thu nhiệt II: TRẢ LỜI CÂU HỎI  của 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? ∆ H th   HCl + NaOH  NaCl + H2O Ban đầu: 0,05 0,025 (mol) Phản ứng: 0,025 0,025 Còn lại: 0,025   Ta thấy NaOH hết HCl dư, nên ∆ H th của phản ứng tính theo  NaOH Vì lượng HCl dư khơng tham gia phản ứng nên không sinh nhiệt 2.Nếu thay HCl 1M HNO 3 1M kết thí nghiệm có thay đổi hay không? + Kết không thay đổi, ∆H đại lượng đặc trưng cho phản ứng, mà sau thay đổi HCl HNO3 phản ứng trung hịa: HNO3 + NaOH  NaNO3 + H2O + Sau thay công thức Q = mc∆t có m,c có thay đổi, đại lượng m, c, ∆t biến đổi cho Q không đổi suy ∆H không đổi Tính ∆ H 3 bằng lý thuyết theo định luật Hess So sánh với kết thí nghiệm Hãy xem ngun nhân gây sai số thí  nghiệm này: -Mất nhiệt nhiệt lượng kế -Do nhiệt kế -Do dụng cụ đo thể tích hóa chất -Do cân -Do sunphat đồng bị hút ẩm -Do lấy nhiệt dung riêng dung dịch sunphat đồng cal/mol.độ Theo em sai số quan trọng nhất, giải thích? Cịn ngun nhân khác khơng? + Theo định luật Hess: ∆ H  = ∆ H  + ∆ H  = -18,7 + 2,8 = -15,94 (kcal/mol)   Kết thí nghiệm nhỏ lý thuyết + Trong nguyên nhân trên, theo nhóm em nguyên nhân quan trọng CuSO  bị hút ẩm Vì điều kiện thường độ ẩm cao, CuSO  chúng ta sử dụng dạng khan nên tiếp xúc khơng khí hút ẩm tỏa nhiệt lượng đáng kể, đủ để làm lệch giá trị t2 chúng ta đo lần thí nghiệm 4 + Theo nhóm em cịn hai ngun nhân khác làm cho kết sai khác nhau: * Cân điện tử xác, nhiên lượng chất lần lấy khác gây biến đổi nhiệt đáng kể * Lượng CuSO  trong phản ứng không tan hết làm lượng đáng kể phải sinh q trình hịa tan Bài 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG I: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM a) Bậc phản ứng theo Na2S2O3  Nồng độ ban đầu (M) TN ∆t1  Na2S2O3 H2SO4 4.10-4 8.10-4 16.10-4 32.10-4 32.10-4 32.10-4 119 55 31 ∆t2 ∆t3 ∆tTB 110 53 31 112 56 33 113,6 54,6 31,6 + Gọi m bậc phản ứng Từ ∆t thí nghiệm thí nghiệm xác định m: TB   m1 = lg ( t 1 ) t 2 lg ( )  = lg ( 113 , 54 , ) lg ( )  = 1.06 Từ ∆t thí nghiệm thí nghiệm xác định m 2: TB m2 = lg ( )= lg t  2 t  3 ( 2) lg ( 54 , 31 , lg ( 2) )  = 0.8 +Bậc phản ứng theo Na2S2O3: m = (m1 + m2) / = (1.057 + 0.79) / = 0,93 b) Bậc phản ứng theo H2SO4  Nồng độ ban đầu (M) TN  Na2S2O3 H2SO4 8.10-4 8.10-4 8.10-4 16.10-4 32.10-4 64.10-4 ∆t1 ∆t2 ∆t2 ∆tTB 57 48 40 56 46 42 54 47 44 55,6 47 42 + Gọi m bậc phản ứng n1 =   n2 = lg t  1 ) t  2 lg ( ) lg ( lg   ( t  2 ) t  3 (2 )  =  = lg lg ( 55 , 47 lg ( ) ( lg 47 42 ( 2) ) )  = 0,24 = 0,16 + Bậc phản ứng theo H2SO4: n = (n1+ n2) / = (0,25 + 0.16) / = 0,2 II: TRẢ LỜI CÂU HỎI Trong TN nồng độ Na 2S2O3 (A) H 2SO4(B) ảnh hưởng lên vận tốc phản ứng Viết lại biểu thức tính tốc độ phản ứng Xác định bậc phản ứng + Nồng độ Na2S2O3 tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng + Nồng độ H2SO4 không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng + Biểu thức tính tốc độ phản ứng v = k[Na 2S2O3]0,93[H2SO4]0,2; đó: m, n số dương xác định thực nghiệm Bậc phản ứng: m + n = 0,93 + 0,2 = 1,13 Cơ chế phản ứng viết lại 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 phản ứng xảy chậm không? Tại sao? Lưu ý thi nghiệm trên, lượng axit H 2SO4 luôn dư so với Na 2S2O3 + Phản ứng (1) phản ứng trao đổi ion nên tốc độ phản ứng xảy nhanh + Phản ứng (2) xảy chậm   => Phản ứng (2) định tốc độ phản ứng, phản ứng xảy chậm Vì bậc phản ứng bậc Dựa sở phương pháp TN vận tốc xác định TN xem vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời? Dựa sở phương pháp TN vận tốc xác định TN xem vận tốc tức thời vận tốc phản ứng xác định tỉ số ∆C/∆t Vì ∆C ≈ (do lưu huỳnh thay đổi không đáng kể nên ∆C ≈ dC) Thay đổi thứ tự cho H 2SO4 Na2S2O3 thì bậc phản ứng có thay đổi khơng? Tại sao? Bậc phản ứng khơng thay đổi bậc phản ứng phụ thuộc vào nhiệt độ chất phản ứng mà khơng phụ thuộc vào q trình tiến hành BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH I: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM   Xử lý kết thí nghiệm 1. Thí nghiệm : Xác định đường cong chuẩn độ HCl NaOH 14 12 10      H     p pH 0 10 12 VNaOH Xác định: + pH điểm tương đương   + Bước nhảy pH : từ pH 3,36 đến pH 10,56 14 Thí nghiệm 2: Lần   V  HCl   V  NaOH    C  NaOH    C  HCl Sai số 10 9,8 0,1 0,098 0,002 10 9,9 0,1 0,099 0,001 10 10,2 0,1 0,102 0,002 + CHCl trung bình: (0,098 + 0,099 + 0,102) / = 0,099 (N) + Sai số trung bình: (0,002 + 0,001 + 0,002) / = 0,0016 => CHCl = 0.099 ± 0.0016 (N) 3.Thí nghiệm 3: Lần   V  HCl   V  NaOH    C  NaOH    C  HCl Sai số 10 9,9 0,1 0,099 0,001 10 10 0,1 0,1 10 9,8 0,1 0,098 0,002 + CHCl trung bình: (0,099 + 0,1 + 0,098) / = 0,099 (N) + Sai số trung bình: (0,001 + 0,002) / = 0,001 => CHCl = 0.099 ± 0.001 (N) 4.Thí nghiệm 4: Chất thị Phenolphtalein Metyl da cam Lần VCH3COOH (ml) V NaOH (ml) C NaOH (N) CCH3COOH (N) 10 10,3 0,1 0,103 10 9,9 0,1 0,099 10 10,1 0,1 0,101 10 1,9 0,1 0,019 10 1,9 0,1 0,019 10 1,6 0,1 0,016 II: TRẢ LỜI CÂU HỎI Khi thay đổi nồng độ HCl NaOH, đường cong chuẩn độ có thay đổi hay không, sao? Thay đổi nồng độ HCl NaOH đường cong chuẩn độ khơng thay đổi đương lượng phản ứng chất không thay đổi, có bước nhảy thay đổi Nếu dùng nồng đọ nhỏ bước nhảy nhỏ ngược lại Việc xác định nồng độ axit HCl thí nghiệm cho kết xác hơn, sao? Phenolphtalein giúp ta xác định xác bước nhảy pH phenolphtalein khoảng từ - 10 Bước nhảy metyl da cam 3.1 - 4.4 mà điểm tương đương hệ 7(do axit mạnh tác dụng với bazơ  mạnh) nên thí nghiệm (phenolphtalein) cho kết xác Từ kết thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic thị màu xác hơn, sao?  Phenolphtalein giúp ta xác định xác bước nhảy pH phenolphtalein khoảng từ - 10 Bước nhảy metyl da cam 3.1 - 4.4 mà điểm tương đương hệ > (do axit yếu tác dụng với bazơ  mạnh) Trong phép phân tích thể tích đổi vị trí NaOH axit kết có thay đổi khơng, sao? Trong phép phân tích thể tích đổi vị trí NaOH axit thỉ kết khơng thay đổi chất phản ứng khơng thay đổi,  phản ứng trung hịa