Hiệu ứng nhiệt kèm theo quá trình hoà tan 1 mol chất tan trong một lượng dung môi nào đó để thu được dung dịch có nồng độ xác định được gọi là nhiệt hoà tan của chất đó, có thể xác định
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI THÍ NGHIỆM HĨA LÝ HÀ NỘI 2020 MỤC LỤC HÀ NỘI 2019 MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU PHẦN I: NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC BÀI 1: XÁC ĐỊNH NHIỆT HOÁ HỌC 1.1 Mục đích 1.2 Lí thuyết 1.3 Hoá chất dụng cụ 1.4 Tiến hành thí nghiệm 1.4.1 TN1: Xác định nhiệt dung riêng nhiệt lượng kế 1.4.2 TN2: Xác định nhiệt hoà tan CuSO4 khan CuSO4.5H2O 1.4.3 TN3: Xác định hiệu ứng nhiệt phản ứng trung hoà HCl NaOH 1.5 Câu hỏi 1.5.1 Câu hỏi chuẩn bị trước thực hành thí nghiệm 1.5.2 Câu hỏi trả lời sau thực hành thí nghiệm 10 1.6 Báo cáo thí nghiệm 10 1.6.1 Các kết thí nghiệm 10 1.6.2 Tính tốn số liệu phân tích kết thí nghiệm 10 BÀI 2: ỨNG DỤNG ĐỊNH LUẬT PHÂN BỐ XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ CÂN BẰNG HOÁ HỌC 11 2.1 Mục đích 11 2.2 Lí thuyết 11 2.3 Hoá chất dụng cụ 12 2.4 Tiến hành thí nghiệm 12 2.4.1 TN1: Xác định hệ số phân bố I2 lớp CCl4 lớp H2O 12 2.4.2 TN2: Xác định nồng độ chất tham gia phản ứng số cân 14 2.5 Câu hỏi 15 2.5.1 Câu hỏi chuẩn bị trước thực hành thí nghiệm 15 2.5.2 Câu hỏi trả lời sau thực hành thí nghiệm 15 BÀI 3: TÍNH TAN HẠN CHẾ CỦA CHẤT LỎNG (PHENOL-NƯỚC) 17 3.1 Mục đích 17 3.2 Lí thuyết 17 3.2.1 Giản đồ độ tan hệ hai chất lỏng hoà tan hạn chế 17 3.2.2 Phương pháp xây dựng giản đồ độ tan hai chất lỏng 18 3.3 Hoá chất dụng cụ 18 3.4 Tiến hành thí nghiệm 19 3.4.1 Đo nhiệt độ hệ phenol-nước tỉ lệ thể tích khác 19 3.4.2 Vẽ giản đồ tính tan hệ phenol-nước theo nhiệt độ 21 3.5 Câu hỏi 21 3.5.1 Câu hỏi chuẩn bị trước thực hành thí nghiệm 21 3.5.2 Câu hỏi trả lời sau thực hành thí nghiệm 21 BÀI 4: CÂN BẰNG LỎNG-HƠI CỦA HỆ HAI CẤU TỬ 22 4.1 Mục đích 22 4.2 Lí thuyết 22 4.3 Hoá chất dụng cụ 25 4.4 Tiến hành thí nghiệm 25 4.4.1 Chuẩn bị dung dịch xây dựng đường chuẩn Chiết suất-Thành phần 25 4.4.2 Xác định nhiệt độ sôi thành phần pha cân 26 4.5 Câu hỏi 27 4.5.1 Câu hỏi chuẩn bị trước thực hành thí nghiệm 27 4.5.2 Câu hỏi trả lời sau thực hành thí nghiệm 27 BÀI 5: PHƯƠNG PHÁP NGHIỆM LẠNH 28 5.1 Mục đích 28 5.2 Lí thuyết 28 5.3 Hoá chất dụng cụ 29 5.4 Tiến hành thí nghiệm 30 5.5 Câu hỏi 32 5.5.1 Câu hỏi chuẩn bị trước thực hành thí nghiệm 32 5.5.2 Câu hỏi trả lời sau thực hành thí nghiệm 32 PHẦN II: ĐIỆN HÓA HỌC 33 BÀI 6: ĐO ĐỘ DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH ĐIỆN LI 33 6.1 Mục đích 33 6.2 Lý thuyết 33 6.2.1 Độ dẫn điện riêng độ dẫn điện đương lượng 33 6.2.2 Phương pháp đo độ dẫn điện 36 6.3 Hoá chất dụng cụ 38 6.4 Tiến hành thí nghiệm 39 6.4.1 Xác định số bình K 39 6.4.2 Xác định độ dẫn điện đương lượng giới hạn dung dịch HCl 39 6.4.3 Xác định số phân li axit CH 3COOH 40 6.5 Câu hỏi 40 6.5.1 Câu hỏi chuẩn bị trước thực hành thí nghiệm 40 6.5.2 Câu hỏi trả lời sau thực hành thí nghiệm 40 BÀI 7: SỨC ĐIỆN ĐỘNG CỦA PIN ĐIỆN HOÁ 41 7.1 Mục đích 41 7.2 Lý thuyết 41 7.2.1 Pin Ganvani 41 7.2.2 Sức điện động pin Ganvani 41 7.2.3 Phương pháp đo sức điện động pin Ganvani 43 7.3 Hoá chất dụng cụ 45 7.4 Tiến hành thí nghiệm 46 7.4.1 Đo sức điện động pin Đanien – Jacobi 46 7.4.2 Xác định điện cực đồng kẽm 47 7.5 Câu hỏi 48 7.5.1 Câu hỏi chuẩn bị trước thực hành thí nghiệm 48 7.5.2 Câu hỏi trả lời sau thực hành thí nghiệm 48 PHẦN III: ĐỘNG HÓA HỌC 50 BÀI 8: KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG BẬC 50 8.1 Mục đích 50 8.2 Lý thuyết 50 8.3 Hoá chất dụng cụ 51 8.4 Tiến hành thí nghiệm 52 8.5 Tính tốn đánh giá kết thí nghiệm 53 8.6 Câu hỏi 54 8.6.1 Câu hỏi chuẩn bị trước thực hành thí nghiệm 54 8.6.2 Câu hỏi trả lời sau thực hành thí nghiệm 54 BÀI 9: KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG BẬC 55 9.1 Mục đích 55 9.2 Lý thuyết 55 9.3 Hoá chất dụng cụ 55 9.4 Tiến hành thí nghiệm 56 9.4.1 TN1: Tìm số tốc độ phản ứng 56 9.4.2 TN2: Xác định lượng hoạt hóa phản ứng 57 9.5 Tính tốn đánh giá kết tiến hành thí nghiệm 58 9.6 Câu hỏi 59 9.6.1 Câu hỏi chuẩn bị trước thực hành thí nghiệm 59 9.6.2 Câu hỏi trả lời sau thực hành thí nghiệm 60 PHẦN IV: HÓA HỌC BỀ MẶT 61 BÀI 10: HẤP PHỤ 61 10.1 Mục đích 61 10.2 Lý thuyết 61 10.3 Hoá chất dụng cụ 63 10.4 Tiến hành thí nghiệm 63 10.5 Tính tốn đánh giá kết tiến hành thí nghiệm 63 10.5 Câu hỏi 64 10.5.1 Câu hỏi chuẩn bị trước thực hành thí nghiệm 64 10.5.2 Câu hỏi trả lời sau thực hành thí nghiệm 64 PHẦN V: HÓA KEO 65 BÀI 11: ĐIỀU CHẾ KEO VÀ KEO TỤ 65 11.1 Mục đích 65 11.2 Lý thuyết 65 11.2.1 Giới thiệu hóa học chất keo phân loại hệ phân tán 65 11.2.2 Cách điều chế hệ phân tán 65 11.2.3 Cấu trúc hạt keo (mixen keo) 66 11.2.4 Đặc điểm hệ keo 67 11.3 Hoá chất dụng cụ 69 11.4 Tiến hành thí nghiệm 69 11.4.1 Chế tạo keo Fe(OH)3 phản ứng thuỷ phân 69 11.4.2 Khảo sát tính chất hệ keo 69 11.4.3 Xác định ngưỡng keo tụ sol Fe(OH)3 Na2SO4 (hoặc K2SO4) 70 11.5 Tính toán ngưỡng keo tụ sol Fe(OH)3 71 11.6 Câu hỏi 72 11.6.1 Câu hỏi chuẩn bị trước thực hành thí nghiệm 72 11.6.2 Câu hỏi trả lời sau thực hành thí nghiệm 72 PHẦN VI: HÓA LÝ SINH 73 BÀI 12: ĐỊNH LƯỢNG PROTEIN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SO MÀU BRADFORD 73 12.1 Mục đích 73 12.2 Lí thuyết 73 12.3 Hoá chất dụng cụ 73 12.4 Tiến hành thí nghiệm 74 12.4.1 Xây dựng đường chuẩn với dung dịch protein chuẩn 74 12.4.2 Xác định hàm lượng protein có mẫu cần phân tích 75 12.5 Câu hỏi 75 12.5.1 Câu hỏi chuẩn bị trước thực hành thí nghiệm 75 12.5.2 Câu hỏi trả lời sau thực hành thí nghiệm 75 BÀI 13: XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH ENZYME 76 13.1 Mục đích 76 13.2 Lí thuyết 76 13.2.1 Enzyme đơn vị đo hoạt tính enzyme 76 13.2.2 Hoạt tính riêng enzyme phương pháp chung xác định hoạt tính enzyme 77 13.2.3 Enzyme amylase phương pháp xác định hoạt tính enzyme amylase 77 13.3 Hoá chất dụng cụ 77 13.4 Tiến hành thí nghiệm 78 13.4.1 Trích ly enzyme 78 13.4.2 Pha loãng enzyme 78 13.4.3 Đo mật độ quang xác định hoạt tính enzyme 79 13.5 Câu hỏi 79 13.5.1 Câu hỏi chuẩn bị trước thực hành thí nghiệm 79 13.5.2 Câu hỏi trả lời sau thực hành thí nghiệm 79 Thí nghiệm Hóa lý CNSH – ĐHTL 2020 LỜI GIỚI THIỆU Sách Thí nghiệm Hóa lý dùng làm tài liệu giảng dạy thức cho mơn học Thí nghiệm Hóa lý dành cho sinh viên ngành Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Thủy lợi Nội dung Thí nghiệm Hóa lý minh họa lý thuyết hóa lý thơng qua thí nghiệm Ngồi mục đích củng cố kiến thức lí thuyết hóa lý, mơn học cịn nhằm mục đích hướng dẫn, rèn luyện cho sinh viên kỹ thực hành hóa lý Sách Thí nghiệm Hố lý có thời lượng 30 tiết (1 tín thực hành) gồm thực hành tham khảo từ giáo trình thực hành ngồi nước làm thực nghiệm kiểm tra cẩn thận Trong q trình biên soạn Sách Thí nghiệm Hố lý, chúng tơi góp ý nhiều cán Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Khoa Hóa học,Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội cán giáo viên Bộ mơn Hóa sở, Trường Đại học Thủy lợi Chúng xin chân thành cảm ơn bảo, góp ý tận tình thầy bạn đồng nghiệp Tuy Sách Thí nghiệm Hố lý khơng tránh khỏi thiếu sót nội dung hình thức Vì chúng tơi mong góp ý chân thành thầy, cô giáo, bạn sinh viên để hồn thiện thêm cho Sách Thí nghiệm Hố lý thời gian tới Hà Nội, ngày 20 tháng 06 năm 2019 Bộ mơn Hóa sở Thí nghiệm Hóa lý CNSH – ĐHTL 2020 PHẦN I: NHIỆT ĐỘNG HĨA HỌC BÀI 1: XÁC ĐỊNH NHIỆT HỐ HỌC 1.1 Mục đích Xác định nhiệt hồ tan CuSO4 khan CuSO4.5H2O nước Xác định nhiệt phản ứng trung hồ 1.2 Lí thuyết Các q trình hố học xảy có kèm theo giải phóng hay hấp thụ nhiệt Hiệu ứng nhiệt kèm theo trình hoà tan mol chất tan lượng dung mơi để thu dung dịch có nồng độ xác định gọi nhiệt hoà tan chất đó, xác định thực nghiệm nhiệt trình Nhiệt lượng toả phản ứng axit mạnh bazơ mạnh, nhiệt q trình hình thành nước từ mol H+ mol OH- nhiệt phản ứng trung hồ, nhiệt xác định thực nghiệm Nhiệt hidrat hoá nhiệt lượng trình tạo thành mol muối ngậm nước từ mol muối khan lượng nước tương ứng, nhiệt không đo trực tiếp, áp dụng định luật Hess q trình hồ tan dạng khan ngậm nước để tính Trong thí nghiệm sử dụng nhiệt lượng kế để đo nhiệt lượng q trình hồ tan, q trình trung hồ axit – bazơ Nhiệt lượng kế bình phản ứng cách nhiệt tốt có trang bị nhiệt kế đũa khuấy Phần chủ yếu nhiệt lượng kế bình nhiệt lượng kế lớp vỏ ngăn cản trao đổi nhiệt nhiệt lượng kế với mơi trường xung quanh Bình nhiệt lượng kế thường bình đậy kín nắp Nút có khoan lỗ để cắm nhiệt kế, que khuấy Nhiệt kế thường dùng nhiệt kế điện tử có độ xác cao để theo dõi biến thiên nhiệt độ hệ Hình: Nhiệt lượng kế Thí nghiệm Hóa lý CNSH – ĐHTL 2020 (1-Thân bình nhiệt lượng kế; 2-Nhiệt kế; 3-Que khuấy; 4-Dụng cụ cho hóa chất hịa tan; 5-Nắp bình; 6-Nước) Cơng thức tính nhiệt áp dụng nhiệt lượng kế là: Qquá trình + Qhệ = Trong đó: Qhệ = Chệ ΔT ΔT = Tsau – Ttrước Với Chệ nhiệt dung riêng hệ nhiệt lượng kế (lượng nhiệt cần thiết để nâng nhiệt lượng kế lên độ), Chệ thường gọi số nhiệt lượng kế 1.3 Hoá chất dụng cụ 1.3.1 Hoá chất CuSO4; CuSO4.5H2O; KNO3 ; HCl ; NaOH 1.3.2 Dụng cụ Cân kĩ thuật Nhiệt lượng kế Nhiệt kế Ống đong 100mL Đũa thuỷ tinh 1.4 Tiến hành thí nghiệm 1.4.1 TN1: Xác định nhiệt dung riêng nhiệt lượng kế Dùng ống đong, đong xác 200 mL nước đổ vào bình nhiệt lượng kế Đo ghi nhiệt độ ban đầu T1 Cân g KNO3 cho vào nhiệt lượng kế, đóng kín nhiệt lượng kế khuấy liên tục, đồng thời theo dõi nhiệt độ nhiệt kế Khi nhiệt độ ổn định ghi nhiệt độ T Thơng thường với KNO3 T2 < T1 Muối KNO3 biết nhiệt hoà tan ΔHht(KNO3) = 35,613 kJ/mol Tính nhiệt dung riêng Chệ (để sử dụng Chệ cho thí nghiệm sau) Chệ = -Qht KNO3/ΔT (J/độ) Qht KNO3 = nKNO3.ΔHht KNO3 (J) 1.4.2 TN2: Xác định nhiệt hoà tan CuSO4 khan CuSO4.5H2O Cân 7g CuSO4 8g CuSO4.5H2O tiến hành thí nghiệm hồ tan (giống KNO3 thí nghiệm 1) Ghi biến thiên nhiệt độ T1 T2 hai thí nghiệm Thơng thường với CuSO4 T2 > T1, cịn với CuSO4.5H2O T2 < T1 Tính nhiệt lượng (Qht) q trình hồ tan CuSO4 khan CuSO4.5H2O theo công thức: Qht = -Chệ.ΔT (J)