Báo cáo thí nghiệm hóa đại cương

Thay đổi nồng độ HCl và NaOH thì đường cong chuẩn độ cũng không thay đổi vì đương lượng phản ứng của các chất vẫn không thay đổi, chỉ có bước nhảy là thay đổi.. Việc xác định nồng độ axi

ĐẠI H C QU C GIA THÀNH PH HỌ Ố Ố Ồ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - -

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

NHÓM 1

Tp HCM, 11/2022

ĐẠI H C QU C GIA THÀNH PH HỌ Ố Ố Ồ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - -

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

Danh sách thành viên nhóm 1:

1.Nguyễn Gia Bảo MSSV: 2210231

Tp HCM, 11/2022

MỤC LỤC

MỤC LỤC 3

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 4

1 Số liệu báo cáo 4

2 Bài 2: Nhiệt phản ứng: 6

3 Bài 4: Xác định bậc phản ứng: 11

4 Bài 8: Phân tích thể tích: 14

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

BÀI 2: NHI T PH Ệ ẢN ỨNG

I KẾT QU THÍ NGHI M Ả Ệ

1 Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung c a nhiủ ệt lượng k ế

Kết qu thí nghiả ệm:

Tính theo công th c: ứ

𝑚0𝑐0 = 𝑚𝑐(𝑡3− 𝑡1) − (𝑡2− 𝑡3)

𝑡 − 𝑡2 3 Trong đó: m – khối lượng của 50 ml nước = 50g

c – nhi t dung riêng cệ ủa nước (1 cal/g.độ)

Theo công th c ta có: ứ

𝑚˳𝑐˳(1) =(47 − 30) − (62 47− )

62 − 47 × 50 = 6,7 (𝑐𝑎𝑙/độ)

𝑚˳𝑐˳(2) =(49 − 30) − (66 49− )

66 − 49 × 50 = 5,9 (𝑐𝑎𝑙/độ)

𝑚˳𝑐˳(3) =(50 − 30) − (68 50− )

68 − 50 × 50 = 5,6 (𝑐𝑎𝑙/độ)

=> 𝑚˳𝑐˳(𝑡𝑏) ~ 6,1( 𝑐𝑎𝑙/độ )

2 Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ng nhi t c a phứ ệ ủ ản ứng trung hòa HCl và NaOH

Kết qu thí nghiả ệm:

Tính theo công th c: ứ

𝑄 = 𝑚0𝑐0+ 𝑚𝐻𝐶𝑙 𝐻𝐶𝑙𝑐 + 𝑚𝑁𝑎𝐶𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙𝑐 )(𝑡3− 𝑡1+ 𝑡2

2 )

𝑄1= (6,1 +25 25+ )× (35 − 29 + 30

2 ) = 308,55 𝑐𝑎𝑙

𝑄2= (6,1 +25 25+ )× (35,5 − 29 + 30

2 ) = 336,6 𝑐𝑎𝑙

=> Qtrung bình= 322,6

3 Thí nghi m 3:ệ Xác định nhi t hòa tan c a CuSO khan - ệ ủ 4 kiểm tra định lu t Hess ậ

Kết qu ả đo được:

Xác định theo công th c: ứ

𝑄 = (𝑚0𝑐0𝑇𝐵+ 𝑚𝑛ướ𝑐 𝑛ướ𝑐𝑐 + 𝑚𝐶𝑢𝑆𝑂 4𝑐𝐶𝑢𝑆𝑂 4) (𝑡 − 𝑡2 1)

𝑄1= (6,1 + + 4)( 50 36 29− ) = 420,7 𝑐𝑎𝑙

⇒ 𝑄(𝑡𝑏) = 410,7 𝑐𝑎𝑙

Vì ph n ng t a nhiả ứ ỏ ệt nên ∆𝐻 có giá tr âm ị

∆𝐻 = −𝑄 𝑛

𝛥𝐻𝑡𝑏= −410,7

0,025 = −16427 𝑐𝑎𝑙

Trong đó: 𝑚𝐶𝑢𝑆𝑂4= 4,0 𝑔; 𝑚𝑛ướ𝑐= 50𝑔

c – nhi t dung riêng c a dung d ch ệ ủ ị CuSO4(c =1cal/g.độ)

4 Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan c a NHủ 4Cl

Kết qu ả thu được:

Xác định Q theo công thức

𝑄 = (𝑚0𝑐0𝑇𝐵+ 𝑚𝑛ướ𝑐𝑐𝑛ướ𝑐+ 𝑚𝑁𝐻 4 𝐶𝑙𝑐𝑁𝐻 4 𝐶𝑙) (𝑡2− 𝑡1)

𝑄1= (6,1 + + 450 )(26 30 ) – = −240,4 𝑐𝑎𝑙

𝑄2= (6,1 + + 4,50 01)(25,5 – = −30 ) 270,5𝑐𝑎𝑙

Vì ph n ng thu nhi t nên ả ứ ệ ∆𝐻 có giá tr ị dương

∆𝐻 = −𝑄

𝑛

∆𝐻(1) =−(−240,4)

(107)8 = 3215 35, 𝑐𝑎𝑙

∆𝐻(2) =−(−270,5)

(4,0153,5) = 3608,92 𝑐𝑎𝑙 Trong đó: 𝑚𝑁𝐻4𝐶𝑙(1) = 4 𝑔 , 𝑚𝑁𝐻4𝐶𝑙(2) = 4, 𝑔, 𝑚01 𝑛ướ𝑐= 50 𝑔

c – nhi t dung riêng c a dung d ch NHệ ủ ị 4Cl (c =1cal/g.độ)

II TRẢ Ờ L I CÂU H I Ỏ

1 H ∆ tb c a phủ ản ứng HCl+NaOH NaCl+H O s → 2 ẽ được tính theo s mol ố HCl hay NaOH khi cho 25 ml dd HCl 2M tác d ng v i 25 ml dd NaOH 1M Tụ ớ ại sao?

Do tính ra ta được số mol c a HCl là 0,05 mol và s mol c a NaOH là 0,025 mol ủ ố ủ

Phả ứn ng : HCl + NaOH NaCl + → 𝐻2𝑂

Trước ph n ng : 0.05 0.025 ả ứ

Phả ứn ng : 0.025 0.025 0.025 mol

Sau ph n ng : 0.025 0 0.025 ả ứ

Theo ph n ng ta th y NaOH hả ứ ấ ết, nên ∆Htb sẽ được tính theo NaOH

2 Nếu thay HCl 1M bằng HNO 1M thì k3 ết quả thí nghiệm 2 có thay đổi hay không?

Nếu thay HCl 1M b ng HNO 1M thì k t qu thí nghi m 2 vằ 3 ế ả ệ ẫn không thay đổi

vì HNO 3cũng là một axit m nh phân li hoàn toàn và tác d ng vạ ụ ới NaOH cũng là một phản ứng trung hòa

3 Tính ∆H3 bằng lý thuyết theo định luật Hess So sánh v i kớ ết quả thí nghiệm Hãy xem 6 nguyên nhân có thể gây ra sai s trong thí nghiố ệm này:

- M t nhiấ ệt độ do nhiệt lượng k ế

- Do nhi t k ệ ế

- Do l y nhiấ ệt dung riêng sunphat đồng bằng 1 cal/mol.độ

- Do d ng c ụ ụ đong thể tích hóa ch ất

- Do cân

- Do sunfat đồng bị hút m ẩ

Theo em sai s nào là quan tr ng nh t, gi i thích? Còn nguyên nhân nào ố ọ ấ ả khác không?

- Theo em kết qu thí nghi m nh ả ệ ỏ hơn so với trên lý thuy t ế

- Nguyên nhân quan trọng nhất gây ra sai s ố là do sunphat đồng hút ẩm CuSO4khan +5H2O = CuSO4.5H2O t o ạ ∆H1 nữa, hoặc do dở ạng ngậm nước nên tạo ra lượng nhiệt ít hơn so với lí thuy t M t khác ế ặ CuSO4hút m thì s ẩ ố mol sẽ khác so với tính toán trên lí thuyết

- Bên cạnh đó còn một nguyên nhân nữa đến từ nhiệt lượng kế bởi đây là dụng

cụ quan trọng nh t trong thí nghi m này, nhiấ ệ ệt lượng kế không đủ tiêu chuẩn hoặc thao tác trên nhiệt lượng k ế kém đều có th gây sai s cho k t qu ể ố ế ả

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

I KẾT QU THÍ NGHI M Ả Ệ

1 Bậc ph n ả ứng theo Na2 2SO3

+ G i m là b c ph n ng: ọ ậ ả ứ

Từ ∆tTB của TN1 và TN2 xác nh mđị 1

𝑚1=

𝑙𝑜𝑔 (𝑡𝑡1

2) 𝑙𝑜𝑔 (2)= 𝑙𝑜𝑔 (

117 53,5) 𝑙𝑜𝑔 (2) = 1,13

Từ ∆tTB của TN2 và TN3 xác nh mđị 2

𝑚2= 𝑙𝑜𝑔 (

𝑡2

𝑡3) 𝑙𝑜𝑔 (2)= 𝑙𝑜𝑔 (

53,5 26,5) 𝑙𝑜𝑔 (2) = 1,01

+ B c ph n ng theo Naậ ả ứ 2S2O3:

(𝑚 + 𝑚1 2 )

1,13 + 1,01

(giây)

∆t2

(giây)

∆tTB

(giây)

Na2S2O3 H2SO4

2 Bậc ph n ứng theo Hả 2SO4

+ G i n là b c ph n ng ọ ậ ả ứ

II TRẢ L I CÂU H I Ờ Ỏ

1 Trong TN trên nồng độ ủ c a Na2S2O3 (A) và c a Hủ 2SO4(B) đã ảnh hưởng thế nào lên v n t c ph n ậ ố ả ứng.Vi t l i bi u th c tính tế ạ ể ứ ốc độ ản ứng.Xác ph

định b c của ph n ng ậ ả ứ

+ Nồng độ ủ c a Na2S2O3 t lỉ ệ thu n v i tậ ớ ốc độ phản ứng

+ Nồng độ ủ c a H2SO4 hầu như không ảnh hưởng đế ốc độ phản ứng n t

+ Biểu th c tính tứ ốc độ ph n ng v = k [Naả ứ 2S2O3]1,15[H2SO4]0,275 = ∆C∆t; trong đó: m, n lần lượt là bậc phản ứng của Na2S2O3 và H2SO4xác định bằng thực nghiệm, k là hằng

số tốc độ phản ửng nhiở ệt độ xác định ( nhiệt độ phòng)

- B c ph n ng: m+ n = 1,15 + 0,275 = 1,425 ậ ả ứ

- B c ph n ng có s sai s ậ ả ứ ự ố vì khó xác định chính xác th i gian hoàn thành phờ ản ứng

tự oxy - hóa của H2S2O3 Ta phải dựa vào th i gian vờ ẫn đục do S và so sánh với nước thường mới đưa ra được giá trị t gần đúng

2 Cơ chế của phản ứng trên có thể được viết lại như sau:

H2SO4 + Na2S2 3O → Na2SO4 + H2S2 3O (1)

H2S2 3O → H2SO3+ S↓ (2)

D a vào k t qu TN có th k t lu n phự ế ả ể ế ậ ản ứng (1) hay (2) là phản ứng quyết

định vận t c ph n ng là phản ng x y ra ch m nh t không? T i sao? Lưu ý ố ả ứ ứ ả ậ ấ ạ trong các thí nghiệm trên, lượng axit H2SO4 luôn luôn dư so với Na2S2O3 +Phản ứng (1) là phản ứng trao đổi ion nên tốc độ ph n ng x y nhanh trong ả ứ ả ra khoảng th i gian r t nh ờ ấ ỏ

+Phản ứng (2) x y ra quá trình t oxy - hóa nên v n t c ả ự ậ ố chậm hơn

=> Ph n ng (2) quyả ứ ết định tốc độ ph n ng vì là ph n ng x y ra ch m nh t nên ả ứ ả ứ ả ậ ấ bậc của phản ứng là bậc c a ph n ng (2) ủ ả ứ

3 Dựa trên cơ sở ủa phương pháp TN thì vậ ốc xác định đượ c n t c trong các

TN trên được xem là vận tốc trung bình hay v n t c t c thậ ố ứ ời?

(giây)

∆t2

(giây)

∆tTB

(giây)

Na2S2O3 H2SO4

+ Trong phản ứng hoá h c, nọ ồng độ ủ c a các chất ở giai đoạn 2 luôn luôn thay

đổi nên s d ng công th c tính v n t c t c th ử ụ ứ ậ ố ứ ời

+ Dựa trên cơ sở ủa phương pháp TN thì vậ ốc xác định đượ c n t c trong các TN trên được xem là vận tốc tức thời vì vận tốc phản ứng được xác định bằng tỉ s ố

∆C/∆t = 𝑑𝐶𝑑𝑡 Vì ∆C ≈ 0 (do lưu huỳnh thay đổi không đáng kể nên ∆C ≈ dC)

4 Thay đổi th t cho Hứ ự 2SO4 và Na2S2O3 thì b c phậ ản ứng có thay đổi không? Tại sao?

Thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 thì bậc phản ứng vẫn không thay đổi Vì ở một nhiệt độ xác định thì bậc của phản ứng không ph thuụ ộc vào thứ tự chất phản

ứng mà ch ph thu c vào b n ch t c a h (nồng độỉ ụ ộ ả ấ ủ ệ , nhiệt độ, diện tích b m t ti p ề ặ ế xúc, áp su ất)

BÀI 8: PHÂN TÍCH TH TÍCH Ể

I KẾT QU THÍ NGHI M Ả Ệ

1 TN1: Xác định đường cong chuẩn độ HCl bằng phenolphthalein

Kết qu thí nghiả ệm:

Điểm pH tương đương là:

Bước nh y pH t n ả ừ: đế

2 TN2: chuẩn độ axit bazo v i thu c th phenolphtalein ớ ố ử

CHCl trung bình: (0,105+0,1+0,1 3=0,102 )/

Sai s trung bình: 0 ố

CHCl = 0,102(M)

3 TN3: Tìm nồng độ HCl với Metyl da cam

4 TN4: Tìm nồng độ CH3COOH

Lần VHCl (ml) VNaOH (ml) CNaOH (ml) CHCl (ml) Sai số

2

3

10

10

10

10

0.1 0.1

0,1 0.1

0

0

Lần Chất chỉ thị VCH3COOH (ml) VNaOH (ml) CNaOH (ml) CCH3COOH (N)

1

2

3

Phenol phtalein

Phenol phtalein

Phenol phtalein

10

10

10

9,6 9,8 9,7

0.1 0.1 0.1

0.096 0.098 0.097

4

5

6

Metyl orange

Metyl orange

Metyl orange

10

10

10

3,1 2,8 2,8

0.1 0.1 0.1

0.031 0.028 0.028

II TRẢ LỜI CÂU HỎI:

1 Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH, đường cong chuẩn độ có thay đổi hay

không? Tại sao?

Thay đổi nồng độ HCl và NaOH thì đường cong chuẩn độ cũng không thay đổi vì đương lượng phản ứng của các chất vẫn không thay đổi, chỉ có bước nhảy là thay đổi Nếu dùng nồng đọ 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 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), thêm vào đó, phenol phtalein giúp chúng ta xác định màu tốt hơn, rõ ràng hơn nên thí nghiệm 2 (phenol phtalein) sẽ cho kết quả chính xác 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? Vì 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 yếu tác dụng với bazơ mạnh) Lại thêm, trong môi trường axit phenol

phtalein không có màu, và chuyển sang có màu hồng trong môi trường bazơ Chúng ta có thể phân biệt được chính xác hơn Còn metyl orange chuyển từ đỏ trong môi trường axit, sang vàng cam trong môi trường bazơ nên ta khó phân biệt được chính xác Do đó, ta nên dùng chỉ thị phenol phtalein để xác định nồng độ dung dịch axit axetic

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 đổi vị trí của NaOH và axit thì kết quả không thay đổi vì bản chất phản ứng không thay đổi, vẫn là phản ứng trung hòa