Đang tải... (xem toàn văn)
Trong thí nghiệm trên, nồng độ của Na2S2O3 và của H2SO4 đã ảnh hưởng thế nàolên vận tốc phản ứng?. Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng.. Dựa trên cơ sở của phương pháp TN thì vận tố
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG Giảng viên hướng dẫn: Cô Đỗ Thị Minh Hiếu Học kì: 222 Lớp: AN01 Nhóm: 09 Sinh viên thực hiện: [2212623] Nguyễn Duy Phúc [2212404] Phạm Cao Nhật BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG Ngày TN: ngày 10 tháng 2 năm 2023 Tổ: 9 - Lớp: AN01 Thực hiện: Cả nhóm I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế Nhiệt độ oC Lần 1 Lần 2 Lần 3 t1 31 28 28 t2 56 57 59 t3 44 43 44 moco (cal/độ) 4.1667 3.5714 3.3333 Ta có: m = 50 (g); c = 1 (cal/g.độ) => m.c = 50 (cal/độ) moco TB ≈ 3.6905 cal/độ Lần 1: omoc = mc (𝑡3− 𝑡1) − (𝑡2− 𝑡3) = 50 (44 - 31) - (56 -44) = 4.1667 (cal/độ) (𝑡2 − 𝑡3) 56 - 44 Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCl và NaOH Nhiệt độ oC Lần 1 Lần 2 Lần 3 t1 29 28.5 28.5 t2 29 29 28.5 t3 31 31 31 123.0536 Q(cal) 109.381 123.0533 136.7263 Qtrung bình (cal) -12580.8 ∆H (cal/mol) Ta có: cNaCl 0.5M = 1 (cal/g.độ); ρNaCl 0.5M = 1.02 (g/ml) VNaOH 1M = 25 (ml); VHCl 1M = 25 (ml) => nNaCl = 0.025 (mol) Lần 1: m = ( VNaOH + VHCl )*1.02 = ( 25 + 25 )*1.02 = 51 (g) Q1 = (moco TB + mc)(t3 – t1 + t2 ) = (3.6905 + 51*1)( 31 – 29 + 29 ) = 109.381 (cal) 2 2 ∆H = - Q = n123.0533 - 0.025 = - 4922.132 (cal/mol) < 0 => Phản ứng tỏa nhiệt Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan của CuSO4 khan - kiểm tra định luật Hess Nhiệt độ oC Lần 1 Lần 2 Lần 3 29.5 t1 30 36 30 36 374.988 36 t2 346.143 -14999.53 346.143 -13845.72 -13845.72 Q (cal) -14230.323 ∆H (cal/mol) ∆Htb (cal/mol) Lần 1: cCuSO4 = 1 (cal/g.độ) ; mCuSO4 = 4 (g); mH2O = 50 (g) nCuSO4 = 4 ≈ 0.025 (mol) 160 Q = (mocoTB+mH2OcH2O+mCuSO4cCuSO4)(t2 – t1) = (3.6905 + 50 + 4)(33 – 27) = 346.143 (cal) ∆H = - Q = - 346.143 n 0.025 ≈ -13845.72 (cal/mol) < 0 => Phản ứng tỏa nhiệt Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan của NH4Cl Nhiệt độ oC Lần 1 Lần 2 Lần 2 t1 30 30 30 t2 26 26.5 26 Q (cal) -230.762 -201.9166 -230.762 ∆H (cal/mol) 3086.7041 2700.8661 3086.7041 ∆Htb (cal/mol) 2958.09 14 Lần 1: cNH4Cl = 1 (cal/g.độ); mNH4Cl = 4.0 (g); mH2O = 50(g); nNH4Cl = 4 ≈ 0.07476 (mol) 53.5 Q = (mocoTB + mH2OcH2O +mNH4ClcNH4Cl)(t2 - t1) = (3.6905 + 50 + 4)(26 –30 ) = -230.762 (cal) = 3086.7041(cal/mol) > 0 => Phản ứng thu nhiệt -230.762 ∆H =- =- 0.07476 II TRẢ LỜI CÂU HỎI: 1.∆Htb của phản ứng HCl + NaOH NaCl + H2O sẽ được tính theo số mol HCl hay NaOH khi cho 25 ml dd HCl 2M tác dụng với 25 ml dd NaOH 1M Tại sao? Ta có: nHCl = 0.025 mol, nNaOH = 0.025 mol Mà tỉ lệ phản ứng của phương trình là 1:1 suy ra NaOH sẽ phản ứng hết và dư HCl nên ta lấy ∆Htb tính theo số mol NaOH 2.Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 có thay đổi hay không? Không đổi vì HNO3 cũng là 1 axit mạnh,phân ly hoàn toàn, giống HCl và tỉ lệ đương lượng khi thay đổi axit vẫn là như nhau 3.Tính ∆H3 bằng lý thuyết theo định luật Hess So sánh với kết quả thí nghiệm Hãy xem 6 nguyên nhân có thể gây ra sai số trong thí nghiệm này: - Mất nhiệt độ do nhiệt lượng kế - Do dụng cụ đong thể tích hóa chất - Do nhiệt kế - Do sunfat đồng bị hút ẩm - Do cân - Do lấy nhiệt dung riêng sunfat đồng bằng 1 cal/mol.độ Theo định luật Hess: ∆H3 = ∆H1 + ∆H2 = -18.7 +2.8 = -15.9 (kcal/mol) Theo thực nghiệm: ∆H3 = - 14.230(kcal/mol) Theo em nguyên nhân quan trọng nhất gây ra sai số là do sunfat đồng hút ẩm CuSO4 (khan) + 5H2O → CuSO4.5H2O tiếp tục tạo ∆H1, hoặc do ở dạng ngậm nước nên tạo ra lượng nhiệt ít hơn so với lí thuyết Mặt khác CuSO4 hút ẩm thì số mol sẽ khác so với tính toán trên lí thuyết (CuSO4 khan) Nguyên nhân gây ra sai số khác có thể là do trong quá trình thí nghiệm, thao tác không chính xác, nhanh chóng dẫn đến thất thoát nhiệt ra môi trường ngoài BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG Ngày TN: ngày 17 tháng 2 năm 2023 Tổ: 9 - Lớp: AN01 Thực hiện: Cả nhóm I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 1 Bậc phản ứng theo Na2S2O3 TN Nồng độ ban đầu (M) ∆t ∆t ∆tT Na2S2O3 H2SO4 1 2 B 1 0.1 0.4 124 122 123 2 0.1 0.4 60 62 61 3 0.1 0.4 29 31 30 Từ tTB của TN1 và TN2 xác định m1: Ta có biểu thức tính vận tốc phản ứng tức thời: 𝑉 = ± 𝑑𝐶𝑖 = 𝑘𝐶𝑛𝐶𝑚 𝑑𝑡 𝐴 𝐵 2𝑚 => lg(∆𝑡𝑇𝐵1 ) = m.lg(2) => 𝑉2 = ∆𝑡𝑇𝐵1 = 0.02𝑚 = ∆𝑡𝑇𝐵2 𝑉1 ∆𝑡𝑇𝐵2 0.01𝑚 ∆𝑡𝑇𝐵 1 => = lg ( ⁄∆𝑡𝑇𝐵2) = lg(2) lg(123/61) ≈ 1.0117 m1 Từ tTB của TN2 và TN3 xác định m2: m2 = lg (∆𝑡𝑇𝐵2⁄∆𝑡𝑇𝐵3) lg(61/30) = lg(2) ≈ 1.0238 lg (2) Bậc phản ứng theo Na2S2O3 = 𝑚1+ 𝑚2 = 1.0117+1.0238 = 1.01775 2 2 2 Bậc phản ứng theo H2SO4 TN [Na2S2O3] [H2SO4] ∆t1 ∆t2 ∆tTB 69 4 0.1 0,4 69 69 64 53 5 0,1 0,4 65 63 6 0,1 0,4 53 53 Từ tTB của TN4 và TN5 xác định n1: Ta có biểu thức tính vận tốc phản ứng tức thời: 𝑉 = ± 𝑑𝐶𝑖 = 𝑘𝐶𝑛𝐶𝑚 𝑑𝑡 𝐴 𝐵 ( ) => 𝑉5 = ∆𝑡𝑇𝐵4 = 0.08𝑛 = 2𝑛 => lg ∆𝑡𝑇𝐵4 = n.lg(2) 𝑉4 ∆𝑡𝑇𝐵5 0.04𝑛 ∆𝑡𝑇𝐵5 => n1 = lg (∆𝑡𝑇𝐵4⁄∆𝑡𝑇𝐵5) lg(69/65) = lg(2) ≈ 0.1085 lg (2) Từ tTB của TN5 và TN6 xác định n2: ∆𝑡𝑇𝐵5 ) lg ( ⁄∆𝑡𝑇𝐵6 lg(64/53) n2 = = lg(2) ≈ 0.272 lg (2) Bậc phản ứng theo H2SO4 = 𝑛1+ 𝑛2 = 0.101 +0.272 ≈ 0.1865 2 2 II TRẢ LỜI CÂU HỎI: 1 Trong thí nghiệm trên, nồng độ của Na2S2O3 và của H2SO4 đã ảnh hưởng thế nào lên vận tốc phản ứng? Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng Xác định bậc của phản ứng Nồng độ của Na2S2O3 tỉ lệ thuận với vận tốc phản ứng Nồng độ của H2SO4 tăng có xu hướng làm tăng vận tốc phản ứng, nhưng hầu như rất nhỏ không đáng kể Biểu thức tính vận tốc phản ứng: V = k [ Na2S2O3]1.01775 [H2SO4]0.1865 Bậc của phản ứng: 1.01775 + 0.1865 = 1.20425 2 Cơ chế của phản ứng trên có thể được viết như sau: H2SO4 + Na2S2O3 → Na2SO4 + H2S2O3 (1) H2S2O3 → H2SO3 + S ↓ (2) Dựa vào kết quả TN có thể kết luận phản ứng (1) hay (2) là phản ứng quyết định vận tốc phản ứng tức là phản ứng xảy ra chậm nhất không? Tại sao? Lưu ý trong các TN trên, lượng axit H2SO4 luôn luôn dư so với Na2S2O3 Phản ứng quyết định vận tốc phản ứng, tức là phản ứng xảy ra chậm nhất, là phản ứng (2) vì đây là phản ứng tự oxy hoákhử nên xảy ra rất chậm Phản ứng (1) là phản ứng trao đổi ion nên xảy ra rất nhanh so với phản ứng (2) 3 Dựa trên cơ sở của phương pháp TN thì vận tốc xác định được trong các thí nghiệm trên được xem là vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời? Biểu thức tính vận tốc phản ứng trung bình là V = ± 𝑑𝐶, mà trong thí nghiệm này ta cố 𝑑𝑡 định C bằng cách ghi nhận thời gian t từ lúc bắt đầu phản ứng đến lúc dung dịch bắt đầu chuyển sang đục nên vận tốc phản ứng trong thí nghiệm này là vận tốc tức thời 4 Thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 thì bậc phản ứng có thay đổi không, tại sao? Biểu thức tính vận tốc phản ứng 𝑉 = ± 𝑑𝐶𝑖 = 𝑘𝐶 𝑛𝐶𝑚 nên hệ phụ thuộc vào hằng số tốc 𝑑𝑡 𝐴𝐵 độ phản ứng k , nồng độ, áp suất và diện tích tiếp xúc, trong đó k phụ thuộc vào nhiệt độ, chất xúc tác và bản chất phản ứng Do đó, thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 không làm thay đổi hệ, và không làm thay đổi bậc phản ứng III KẾT LUẬN: Qua thí nghiệm này, ta đã chứng minh được nồng độ của các chất tham gia có ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng (nồng độ của Na2S2O3 tỉ lệ thuận với vận tốc phản ứng ứng), và bậc phản ứng không thay đổi khi ta thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 Bằng thực nghiệm, ta xác định được bậc của phản ứng phân huỷ Na2S2O3 trong môi trường axit bằng 1,1 1 BÁO CÁO THÍ NGHIỆMpH BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH Ngày TN: ngày 7 tháng 4 năm 2023 Tổ: 9 - Lớp: AN01 Thực hiện: Cả nhóm I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Xử lí kết quả thí nghiệm 1 Thí nghiệm 1 ĐƯỜNG CONG CHUẨN ĐỘ HCL BẰNG NaOH 14 12 10 8 6 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12 14 VNaOH (ml) Sai số 0.3164% Xác định 0.6329% pH điểm tương đương 7,22 0.6329% Bước nhảy pH: từ pH 3.36 đến 10.56 2 Thí nghiệm 2 Lần VHCl (ml) VNaOH (ml) CNaOH (N) CHCl (N) 1 10 10.5 0.1 0.105 0.106 2 10 10.6 0.1 0.106 3 10 10.6 0.1 CHCl VHCl = CNaOH VNaOH; Sai số = |CHCl−C´ HCl|/C´ HCl C̅HCl = 0.1053 ; Sai số của C̅ HCl:=0.5274% 3 Thí nghiệm 3 Lần VHCl (ml) VNaOH (ml) CNaOH CHCl (N) Sai số (N) 1 10 10.6 0.106 0.313% 10.6 0.1 0.106 0.313% 2 10 10.7 0.1 0.107 0.627% 0.1 3 10 4 Thí nghiệm 4 VCH3COOH VNaOH (ml) CNaOH (N) CCH3COOH (N) Lần Chất chỉ thị (ml) 8.4 0.1 0.084 1 8.3 0.1 0.083 10 8.3 0.1 0.083 2 Phenol phtalein 10 3.5 0.1 0.035 10 3.5 0.1 0.035 3 10 3.4 0.1 0.034 10 1 10 2 Metyl orange 3 II TRẢ LỜI CÂU HỎI 1 Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH, đường cong chuẩn độ c ó thay đổi hay không, tại sao? Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH thì đường cong chuẩn độ không thay đổi vì đương lượng phản ứng của các chất không thay đổi, chỉ có bước nhảy là thay đổi Nếu dùng nồng độ nhỏ thì bước nhảy nhỏ và ngược lại 2 Việc xác định nồng độ axit HCl trong các thí nghiệm 2 và 3 cho kết quả chính xác hơn, tại sao? Việc xác định nồng độ axit HCl trong các thí nghiệm 2 và 3 thì thí nghiệm 2 cho ta kết quả chính xác hơn Vì phenol phtalein có bước nhảy pH trong khoảng 8 - 10 còn metyl organe là 3.1 - 4.4 mà điểm tương đương của hệ là 7, do đó phenol phtalein sẽ giúp ta xác định màu tốt hơn, rõ ràng hơn 3 Từ kết quả thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic bằng chỉ thị màu nào chính xác hơn, tại sao? Từ kết quả thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic bằng phenol phtalein chính xác hơn, Vì trong môi trường axit phenol phtalein không có màu, và chuyển sang màu hồng trong môi trường bazơ, nên ta có thể phân biệt được dễ dàng và chính xác hơn Còn metyl orange chuyển từ màu đỏ trong môi trường axit, sang màu vàng cam trong môi trường bazơ vì thế ta sẽ khó phân biệt được chính xác Ngoài ra còn vì phenol phtalein có bước nhảy pH trong khoảng 8 - 10 còn metyl organe là 3.1 - 4.4 mà điểm tương đương của hệ >7 4 Trong phép phân tích thể tích, nếu đổi vị trí của NaOH và axit thì kết quả có thay đổi không, tại sao? Trong phép phân tích thể tích nếu thay đổi vị trí của NaOH và axit thì kết quả vẫn không thay đổi vì bản chất của phản ứng vẫn là phản ứng trung hòa và chất chỉ thị cũng vẫn sẽ đổi màu tại điểm tương đương III KẾT LUẬN Qua những thí nghiệm trên, ta nhận thấy phenol phtalein sẽ giúp ta xác định nồng độ dễ dàng hơn và tốt hơn là metyl orange Do phenol phtalein độ pH trong khoảng 8 - 10 mà điểm tương đương của hệ là 7, hơn nữa chất này sẽ chuyển từ không màu trong môi axit sang màu hồng trong môi trường bazơ do đó bằng mắt thường sẽ dễ dàng nhận biết được sự chuyển màu này