Báo cáo thí nghi mệ bộ môn hóa đại cương

lOMoARcPSD|39108650 ĐẠI HỌC QUỐỐC GIA TPHCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  KHOA CƠ KHÍ BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BỘ MÔN: HÓA ĐẠI CƯƠNG Giáo viên hướng dẫnẫ : Võ Nguyêẫn Lam Uyên Lớp: CK17HT02 Nhóm 2 Bùi Văn Phước 1712742 Ngô Thị Thúy Quỳnh 1712904 Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 MỤC LỤC MỤC LỤC 1 BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG 2 1 Quy trình thực hiện 2 2 Kếết quả thí nghiệm 4 2 Trả lời câu hỏi 7 BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG .9 1 Quy trình thực hiện 9 2 Kếết quả thí nghiệm 10 2 Trả lời câu hỏi 11 BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH 13 1 Quy trình thực hiện 13 2 Kếết quả thí nghiệm 14 2 Trả lời câu hỏi 16 1|Báo cáo thí nghiệm Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG I: QUY TRÌNH THỰC HIỆN 1 Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kêế - Lâếy 50 ml nước ở nhiệt độ phòng cho vào becher bến ngoài đo nhiệt độ t1 - Lâếy 50 ml nước khoảng 600C cho vào nhiệt lượng kếế Sau khoảng hai phút, đo nhiệt độ t2 - Dùng phếễu đổ nhanh 50 ml nước ở nhiệt độ phòng vào 50 ml nước nóng trong nhiệt lượng kếế Sau khoảng hai phút, đo nhiệt độ t3 m0c0 mc (t3  t1)  (t2  t3 ) Công thức: (t2  t3 ) Trong đó: m – khôếi lượng 50 ml nước c – nhiệt dung riếng của nước (1 cal/g.độ) 2 Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCl và NaOH HCl + NaOH   NaCl + H2O - Dùng buret lâếy 25 ml dung dịch NaOH 1M cho vào becher 100 ml để bến ngoài Đo nhiệt độ t1 - Dùng buret lâếy 25 ml dung dịch HCl 1M cho vào trong nhiệt lượng kếế Đo nhiệt độ t2 - Dùng phếễu đổ nhanh becher chứa dung dịch NaOH và HCl chứa trong nhiệt lượng kếế Khuâếy đếều dung dịch trong nhiệt lượng kếế Đo nhiệt độ t3 - Xác định Q phản ứng theo công thức Q (m0c0  mc)t từ đó xác định H - Cho nhiệt dung riếng của dung dịch muôếi 0,5M là 1 cal/g.độ, khôếi lượng riếng là 1,02 g/ml 2|Báo cáo thí nghiệm Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 3 Xác định nhiệt hòa tan CuSO4 khan kiểm tra định luật Hess CuSO4 khan + 5 H2O H1 = - 18,7 kcal/mol CuSO4.5 H2O H3 H1  H2 + H2O Dung dịch CuSO4 - Cho vào nhiệt kếế 50 ml nước Đo nhiệt độ t1 - Cân chính xác 4 g CuSO4 khan - Cho nhanh 4 g CuSO4 vừa cân vào nhiệt lượng kếế, khuâếy đếều cho CuSO4 tan hếết Đo nhiệt độ t2 - Xác định Q theo công thức Q (m0c0  mc)t 4 Xác định nhiệt hòa tan NH4Cl Làm tương tự mục 3 nhưng thay CuSO4 khan băềng NH4Cl Cho nhiệt dung riếng của dung dịch NH4Cl gâền đúng là 1 cal/mol.độ 3|Báo cáo thí nghiệm Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 II: KẾỐT QUẢ THÍ NGHIỆM 1 Thí nghiệm 1: Nhiệt độ Lâền 1 Lâền 2 Lâền 3 (0C) 28 t1 65 t2 47 t3 2,8 m0c0 (cal/độ) + Với m = 50 g và c = 1 cal/độ m0c0 mc (t3  t1)  (t2  t3) 50.1 (47  28)  (65  47) 2,8 + (t2  t3 ) (65  47) cal/độ 2 Thí nghiệm 2: Nhiệt độ (0C) Lâền 1 Lâền 2 Lâền 3 t1 28 28 t2 28 28 t3 34 34 Q (cal) 322,8 322,8 (cal) 322,8 - 12912 ∆H (cal/mol) Với + = 1,02 g/ml + 1cal/ độ, + m = 50.1,02 = 51g; c = 1 cal/độ; n = 0,025 mol và m0c0 = 2,8 cal/độ + ∆t = = 6 0C + Q = (moco+ mc).∆t = (2,8+51.1).6 = 322,8 cal + = cal/mol 4|Báo cáo thí nghiệm Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 H < 0 nến phản ứng tỏa nhiệt 3 Thí nghiệm 3: Nhiệt độ 0C Lâền 1 Lâền 2 Lâền 3 t1 28 28 t2 32 32 Q (cal) 227,2 227,2 ∆H (cal/mol) - 9088 - 9088 - 9088 (cal/mol) Ta có: m1 = 4,00g + Với c = 1 cal/độ và m0c0 = 2,8 cal/độ Tính: + m = 50+ mCuSO4 = 54g + ∆t = t2 - t1 = 4 0C + n = = 0,025mol Q = (moco+ mc).∆t = (2,8+54.1).4= 227,2 cal ∆H = = -9088 cal/mol H < 0 nến phản ứng tỏa nhiệt 5|Báo cáo thí nghiệm Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 4 Thí nghiệm 4: Lâền 1 Lâền 2 Lâền 3 28 28 Nhiệt độ 0C 23 23 t1 -284 t2 - 284 3796,8 3796,8 Q (cal) 3796,8 ∆H (cal/mol) (cal/mol) + Ta có: m = 4,00 g + Với c = 1 cal/độ và m0c0 = 2,8 cal/độ + m = 50 + mNH4Cl = 54g ∆t = t2 - t1 = - 5 0C N = = 0,0748 mol Q = (moco+ mc).∆t = (2,8+54.1).(-5) = -284 cal ∆H = = 3796,8 cal/mol H > 0 nến phản ứng thu nhiệt 6|Báo cáo thí nghiệm Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 III: TRẢ LỜI CÂU HỎI th của phản ứng HCl + NaOH  NaCl + H2O seễ được tính theo sôế mol HCl hay NaOH khi cho 25 ml dd HCl 2M tác dụng với 25 ml dd NaOH 1M Tại sao? HCl + NaOH  NaCl + H2O Ban đâều: 0,05 0,025 (mol) Phản ứng: 0,025 0,025 (mol) Còn lại: 0,025 0 (mol) Ta thâếy NaOH hếết và HCl còn dư, nến th của phản ứng tính theo NaOH Vì lượng HCl dư không tham gia phản ứng nến không sinh nhiệt 2 Nếếu thay HCl 1M băềng HNO3 1M thì kếết quả thí nghiệm 2 có thay đổi hay không? Kếết quả của thí nghiệm seễ thay đổi Vì: Vếề bản châết của thí nghiệm seễ không thay đổi vì hai axit này là như nhau, đếều là axit mạnh, phản ứng trung hòa giữa axit và bazơ Lúc này muôếi thu được là NaN, có nhiệt dung riếng khác, nhiệt lượng phản ứng tỏa ra cũng seễ khác do năng lượng liến kếết trong HN khác HCl, NaN khác NaCl, từ đó làm cho ∆t thay đổi dâễn đếến kếết quả thay đổi 3 Tính 3 băềng lý thuyếết theo định luật Hess So sánh với kếết quả thí nghiệm Hãy xem 6 nguyến nhân có thể gây ra sai sôế trong thí nghiệm này: - Mâết nhiệt do nhiệt lượng kếế - Do nhiệt kếế - Do dụng cụ đo thể tích hóa châết - Do cân - Do sunphat đônề g bị hút ẩm - Do lâyế nhiệt dung riếng dung dịch sunphat đônề g băềng 1 cal/mol.độ Theo em sai sôế nào là quan trọng nhâết, giải thích? Còn nguyến nhân nào khác không? 7|Báo cáo thí nghiệm Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 - Theo định luật Hess: ∆= ∆+∆= -18,7+2,8 = -15,94 (kcal/mol) - ∆ - Trong 6 nguyến nhân trến, theo nhóm em nguyến nhân quan trọng nhâết là CuS bị hút ẩm Vì ở điếều kiện thường độ ẩm cũng khá cao, CuS chúng ta sử dụng ở dạng khan nến ngay khi tiếếp xúc không khí nó seễ hút ẩm ngay lập tức và tỏa ra một nhiệt lượng đáng kể, đủ để làm lệch đi giá trị t2 chúng ta đo ở môễi lâền thí nghiệm - Theo nhóm em còn hai nguyến nhân khác làm cho kếết quả sai khác nhau: + Cân điện tử chính xác, tuy nhiến lượng châết môễi lâền chúng ta lâếy là khác nhau cũng gây ra sự biếến đổi nhiệt đáng kể + Lượng CuS trong phản ứng có thể không tan hếết làm mâết đi một lượng đáng kể phải được sinh ra trong quá trình hòa tan 8|Báo cáo thí nghiệm Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 Bài 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG I: QUY TRÌNH THỰC HIỆN 1 Xác định bậc phản ứng theo Na2S2O3 Chuẩn bị 3 ônế g nghiệm chứa H2SO4 và 3 bình tam giác chứa Na2S2O3 và H2O theo bảng sau: TN ỐnỐ g nghiệm V (ml) H2SO4 0,4 M Erlen V (ml) H2O V (ml) Na2S2O3 0,1 M 28 1 8 24 4 16 2 8 8 16 3 8 - Dùng pipet vạch lâyế axit cho vào ôếng nghiệm - Dùng buret cho H2O vào 3 bình tam giác trước Sau đó tráng buret băềng Na2S2O3 0,1M rôềi tiếếp tục dùng buret để cho Na2S2O3 vào các bình câều - Chuẩn bị đôềng hôề bâếm giây - Lâền lượt cho phản ứng từng cặp ônế g nghiệm và bình tam giác như sau: + Đổ nhanh axit trong ônế g nghiệm vào bình tam giác + Bâếm đôềng hôề + Lăếc nhẹ bình tam giác cho đếến khi thâếy dung dịch vừa chuyển sang đục thì bâếm đôềng hôề lâền nữa và đọc - Lặp lại môễi thí nghiệm 1 lâền nữa để tính giá trị trung bình 2 Xác định bậc phản ứng theo H2SO4 Thao tác tương tự phâền 1 với lượng axit và Na2S2O3 theo bảng sau: TN ỐnỐ g nghiệm Erlen V (ml) H2O V (ml) H2SO4 0,4 M V (ml) Na2S2O3 0,1 M 28 4 24 5 4 8 16 6 8 8 16 8 9 | Báo cáo thí nghiệm Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 II: KẾỐT QUẢ THÍ NGHIỆM a) Bậc phản ứng theo Na2S2O3 TN Nôềng độ ban đâều (M) Na2S2O3 H2SO4 ∆t1 ∆t2 ∆t3 ∆tTB 1 4.10-4 8.10-4 103 104 104 103,6 2 8.10-4 8.10-4 50 51 50 50,3 3 16.10-4 8.10-4 27 28 27 27,3 - Gọi m là bậc phản ứng - Từ ∆tTB của thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2 xác định m1: m1 = = = 1,04 - Từ ∆tTB của thí nghiệm 2 và thí nghiệm 3 xác định m2: m2 = = = 0,9 - Bậc phản ứng theo Na2S2O3: m = (m1+m2 )/2 = (1,04 + 0,9)/2 = 0,97 b) Bậc phản ứng theo H2SO4 TN Nôềng độ ban đâều (M) ∆t1 ∆t2 ∆t3 ∆tTB Na2S2O3 H2SO4 1 8.10-4 4.10-4 72 74 73 73 2 8.10-4 8.10-4 68 68 68 68 3 8.10-4 16.10-4 62 62 63 62,3 + Gọi m là bậc phản ứng: m1 = = = 0,1 m2 = == 0,13 + Bậc phản ứng theo H2SO4: m = (m1+ m2 )/2 = (0,1+0,13)/2 = 0,115 III: TRẢ LỜI CÂU HỎI 10 | B á o c á o t h í n g h i ệ m Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 1 Trong TN trến nôềng độ của Na2S2O3 (A) và của H2SO4(B) đã ảnh hưởng thếế nào lến vận tôếc phản ứng Viếết lại biểu thức tính tôếc độ phản ứng Xác định bậc của phản ứng - Nôềng độ của Na2S2O3 tỉ lệ thuận với tôếc độ phản ứng - Nôềng độ của H2SO4 hâều như không ảnh hưởng đếến tôếc độ phản ứng - Biểu thức tính tôếc độ phản ứng v = k [Na2S2O3]m[H2SO4]n ; trong đó: m, n là hăềng sôế dương xác định băềng thực nghiệm  Bậc phản ứng: m+ n 2 Cơ chếế của phản ứng trến có thể được viếết lại như sau: H2SO4 + Na2S2O3 → Na2SO4 + H2S2O3 (1) H2S2O3 → H2SO3 + S↓ (2) Dựa vào kếết quả TN có thể kếết luận phản ứng (1) hay (2) là phản ứng quyếết định vận tôếc phản ứng là phản ứng xảy ra chậm nhâết không? Tại sao? Lưu ý trong các thi nghiệm trến, lượng axit H2SO4 luôn luôn dư so với Na2S2O3 - Phản ứng (1) là phản ứng trao đổi ion nến tôếc độ phản ứng xảy ra nhanh - Phản ứng (2) xảy ra chậm hơn  Phản ứng (2) quyếết định tôếc độ phản ứng, là phản ứng xảy ra chậm nhâết Vì bậc của phản ứng là bậc 1 3 Dựa trến cơ sở của phương pháp TN thì vận tôếc xác định được trong các TN trến được xem là vận tôếc trung bình hay vận tôếc tức thời? Dựa trến cơ sở của phương pháp TN thì vận tôếc xác định được trong các TN trến được xem là vận tôếc tức thời vì vận tôếc phản ứng được xác định băềng tỉ sôế ∆C/∆t Vì ∆C ≈ 0 (do lưu huỳnh thay đổi không đáng kể nến ∆C ≈ dC) 11 | B á o c á o t h í n g h i ệ m Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 4 Thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 thì bậc phản ứng có thay đổi không? Tại sao? Bậc phản ứng không thay đổi vì bậc phản ứng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản châết của phản ứng mà không phụ thuộc vào quá trình tiếến hành 12 | B á o c á o t h í n g h i ệ m Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH I: QUY TRÌNH THỰC HIỆN: 1 Thí nghiệm 1: Xây dựng đường cong chuẩn độ một axit mạnh băềng một bazơ mạnh dựa theo bảng: VNaOH (ml) 0 2 4 6 8 9 9,2 pH 0,96 1,14 1,33 1,59 1,98 2,38 2,56 VNaOH (ml) 9,4 9,6 9,8 10 11 12 13 pH 2,73 3,36 7,26 10,56 11,70 11,97 12,01 2 Thí nghiệm 2: Chuẩn độ axit – bazơ với thuôếc thử phenolphtalein - Tráng buret bănề g dung dịch NaOH 0,1N, sau đó cho từ từ dung dịch NaOH 0,1N vào buret Chỉnh mức dung dịch ngang vạch 0 - Dùng pipet 10 ml lâếy 10 ml dung dịch HCl chưa biếết nôềng độ cho vào erlen 150 ml, thếm 10 ml nước câết và 2 giọt phenolphtalein - Mở khóa buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH xuôếng erlen, vừa nhỏ vừa lăếc nhẹ đếến khi dung dịch trong erlen chuyển sang màu hôềng nhạt thì khóa buret Đọc thể tích dung dịch NaOH đã dùng - Lặp lại thí nghiệm trến một lâền nữa để tính giá trị trung bình 3 Thí nghiệm 3: Tiếến hành như thí nghiệm 2 nhưng thay châết chỉ thị phenolphtalein bănề g metyl da cam Màu dung dịch đổi từ đỏ sang cam 4 Thí nghiệm 4: Tiếến hành như thí nghiệm 2 nhưng thay dung dịch HCl băềng dung dịch axit acetic Làm thí nghiệm 2 lâền với lânề đâều dùng châết chỉ thị là phenolphtalein, lânề sau dùng metyl da cam 13 | B á o c á o t h í n g h i ệ m Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 II: KẾỐT QUẢ THÍ NGHIỆM: 14 12 10 8 pH 6 p H 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12 14 VNaOH 1 Thí nghiệm 1: Xác định đường cong chuẩn độ HCl bănề g NaOH Xác định: + pH điểm tương đương là 7 + Bước nhảy pH : từ pH 3,36 đếến pH 10,56 tương ứng với thể tích NaOH lânề lượt là 9,6 ml và 10 ml 2 Thí nghiệm 2: Lâền (N) (N) Sai sôế 1 10 8,7 0,1 0,087 0,00033 2 10 8,7 0,1 0,087 0,00033 3 10 8,6 0,1 0,086 0,00067 - CHCl trung bình: (0,087 + 0,087 + 0,086)/3 = 0,0867N 14 | B á o c á o t h í n g h i ệ m Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 3 Thí nghiệm 3: Lâền (ml) (ml) (N) (N) Sai sôế 0,087 0,00067 1 10 8,7 0,1 0,088 0,00033 0,088 0,00033 2 10 8,8 0,1 3 10 8,8 0,1 + CHCl trung bình: (0,087 + 0,088 + 0,088)/3 = 0,0876N 4 Thí nghiệm 4: Lâền Châết chỉ thị (ml) (ml) (N) (N) 1 Phenol phtalein 10 8,8 0,1 0,088 2 Phenol phtalein 10 8,8 0,1 0,088 3 Phenol phtalein 10 8,9 0,1 0,089 4 Metyl orange 10 4,8 0,1 0,048 5 Metyl orange 10 4,8 0,1 0,048 6 Metyl orange 10 4,9 0,1 0,049 15 | B á o c á o t h í n g h i ệ m Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com) lOMoARcPSD|39108650 III: TRẢ LỜI CÂU HỎI 1 Khi thay đổi nôềng độ HCl và NaOH, đường cong chuẩn độ có thay đổi hay không, tại sao? Khi thay đổi nônề g độ HCl và NaOH đường cong chuẩn độ seễ thay đổi vì khi thay đổi nônề g độ thì thể tích thay đổi Đôề thị seễ mở rộng ra hoặc thu hẹp lại Tuy nhiến, điểm tương đương của hệ không thay đổi 2 Việc xác định nôềng độ axit HCl trong các thí nghiệm 2 và 3 cho kếết quả nào chính xác hơn, tại sao? Phenol phtalein giúp ta xác định chính xác hơn vì bước nhảy pH của phenol phtalein khoảng từ 8 - 10 Bước nhảy của metyl orange là 3.1 - 4.4 mà điểm tương đương của hệ là 7 (do axit mạnh tác dụng với bazơ mạnh) nến thí nghiệm 2 (Phenol phtalein) seễ cho kếết quả chính xác hơn 3 Từ kếết quả thí nghiệm 4, việc xác định nônề g độ dung dịch axit acetic băềng chỉ thị màu nào chính xác hơn, tại sao? Phenol phtalein giúp ta xác định chính xác hơn vì bước nhảy pH của phenol phtalein khoảng từ 8 - 10 Bước nhảy của metyl orange là 3.1 - 4.4 mà điểm tương đương của hệ là > 7 (do axit yếếu tác dụng với bazơ mạnh) 4 Trong phép phân tích thể tích nếuế đổi vị trí của NaOH và axit thì kếết quả có thay đổi không, tại sao? Trong phép phân tích thể tích nếuế đổi vị trí NaOH và axit thỉ kếết quả vâễn không thay đổi vì bản châết phản ứng không thay đổi, vâễn là phản ứng trung hòa 16 | B á o c á o t h í n g h i ệ m Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com)