báo cáo thí nghiệm hóa đại cương bài 1 kỹ thuật phòng thí nghiệm bài 2 nhiệt phản ứng

Kết quả thí nghiệmThí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung riêng của nhiệt lượng kế... Xác định bậc phản ứng theo H 2SO4: Làm tương tự thí nghiệm 1 với lượng axit và Na2S2O3 theo bảng sau:...

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA

🙞···☼···🙞

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

Giảng viên hướng dẫn: Cô Võ Nguyễn Lam Uyên

Sinh viên thực hiện Mã số sinh viên

MỤC LỤC

Trang

MỤC LỤC 2

NỘI DUNG 4

Bài 1: Kỹ Thuật Phòng Thí Nghiệm 4

I Giới thiệu dụng cụ

II Tiến hành thí nghiệm

1 Thực hành Thí nghiệm 1: Sử dụng pipet

2 Thí nghiệm 2: Sử dụng buret

3 Thí nghiệm 3: Chuẩn độ oxy hóa - khử

4 Thí nghiệm 4: Pha loãng dung dịch

5 Thí nghiệm 5: Kiểm tra nồng độ dung dịch axit đã pha loãng

Bài 2: Nhiệt phản ứng 7

I Mục đích thí nghiệm

II Tiến hành thí nghiệm

1 Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế

2 Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCL và NaOH

3 Xác định nhiệt hòa tan CuSO4 khan – kiểm tra định luật Hess

4 Xác định nhiệt hòa tan của NH4CL

III Trả lời câu hỏi

Bài 4: Xác định bậc phản ứng 13

I Mục đích thí nghiệm

II Tiến hành thí nghiệm

1 Xác định bậc phản ứng theo Na2S2O3

2 Xác định bậc phản ứng theo H2SO4

III Trả lời câu hỏi

Bài 8: Phân tích thể tích 17

I Mục đích thí nghiệm

II Tiến hành thí nghiệm

1 Thí nghiệm 1: Xây dựng đường cong chuẩn độ một axit mạnh bằng một bazơ mạnh

2 Thí nghiệm 2: Chuẩn độ axit mạnh – bazơ mạnh với thuốc thử

phenolphthalein

3 Thí nghiệm 3: Chuẩn độ axit mạnh – bazơ mạnh với thuốc thử

methyl da cam

4 Thí nghiệm 4: Chuẩn độ axit yếu – bazơ mạnh với thuốc thử

phenolphthalein và methyl da cam III Trả lời câu hỏi

NỘI DUNGBài 1: Kỹ thuật phòng thí nghiệm

Hình 2.6 Phễu nhựa Hình 2.7 Pipet nhựa

II Tiến hành thí nghiệm

- Dùng becher 50 ml cho nước vào buret

- Chờ cho đến khi không còn bọt khí sót lại trong buret

- Dùng tay trái mở nhanh khóa buret sao cho đung dịch lấp đầy phần cuối củaburet

- Chỉnh buret đến mức 0

- Dùng tay trái điểu chỉnh khóa buret để cho 10 ml nước từ buret vào becher

3 Thí nghiệm 3: Chuẩn đọ oxy hóa – khử

- Cân 0,9 gam axit oxalic, hòa tan bằng nước cất thành 100 ml dung dịch axitoxalic ( dùng fiol 100 ml) Đổ dung dịch mới pha vào becher

- Dùng pipet 10 ml lấy 10 ml dung dịch axit oxalic trên cho vào erlen Thêm

2 ml dung dịch H2SO4 1N

- Dùng buret chứa dung dịch KMnO4 0,1N

- Nhỏ từ từ dung dịch KMnO4 vào erlen trên, lắc đều cho đến khi dung dịch trong erlen có màu tím nhạt Đọc thể tích KMnO4 đã sử dụng

- Tính nồng độ axit oxalic

4 Thí nghiệm 4: Pha loãng dung dịch

- Dùng pipet bầu lấy 10ml dung dịch HCl 1M cho vào bình định mức 100ml.

- Thêm nước vào đến gần vạch trên cổ bình định mức bằng ống đong

- Dùng bình tia cho từng giọt nước cho đến vạch

- Đậy nút bình định mức, lắc đều Ta thu được 100 ml dung dịch HCl 0,1M

5 Thí nghiệm 5: Kiểm tra nồng độ dung dịch axit pha loãng

- Tráng sạch buret bằng nước cất, sau đó tráng lại bằng NaOH 0,1M

- Cho dung dịch NaOH 0,1M và buret, sau đó chuẩn đến vạch 0

- Dùng pipet 10ml cho vào erlen 10ml dung dịch HCl 0,1M vừa pha xong

- Thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein, lắc nhẹ

- Cho từ từ NaOH từ buret vào erlen, vừa cho vừa lắc đều cho đến khi dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt bên thì dừng lại

- Đọc thể tích NaOH đã dùng trên buret

- Tính lại nồng độ dung dịch axit vừa pha loãng

- Lặp lại 2 lần để tính giá trị trung bình

Dùng buret lấy25ml dd HCl 1Mvào nhiệt lượng kế

t3

Dùng phễu đổnhanh t1 vào t2,khuấy đều

2 Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCl và NaOH:

HCl + NAOH  NaCl + H2O

C muối 0,5M = 1 cal/độ, D = 1,02 g/ml

3 Xác đ ịnh n hiệt h òa t an Cu SO 4 k han – k iểm t ra đ ịnh l uật Hess:

trong đó: m – khối lượng CuSO4

c – nhiệt dung riêng CuSO4 (1 cal/g.độ)

Tìm Q theo công thức (2.1)  ΔHht

Cân 4gCuSO4 khan

II Kết quả thí nghiệm

Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung riêng của nhiệt lượng kế

Q2 = (moco + mcdd) Δt = (moco + mHClcHCl + mNaClcNaCl) (t3- (t 1+t 2)2 )

= (1,515 + 25 + 25)(37-(30,5+32)2 ) = 296,2 (cal)

 Qtrung bình = 301,35 (cal)

 ΔH = - Q n = - 301,250,025 = -12054 (Cal) < 0 => phản ứng tỏa nhiệt

Nếu t1 ≠ t2 thì Δt tính bằng hiệu số giữa t3 và (t 1+t 2)2

Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan CuSO4 khan, kiểm tra định luật Hess:

 ΔHtb = - 10214 (cal) < 0 => phản ứng tỏa nhiệt

 ΔHtb = 3415,3 (cal) > 0 => phản ứng thu nhiệt.

III Trả lời câu hỏi

1 ΔHth của phản ứng HCl + NaOH  NaCl + H2O sẽ được tính theo số mol HClhay NaOH khi cho 25ml dung dịch HCl 2M tác dụng với 25ml dung dịch NaOH1M? Tại sao?

 Trả lời : nNaOH = 0,025 mol

nHCl = 2.0,025 = 0,05 mol NaOH + HCl  NaCl + H2O (Mol) 0,025 0,025

Tính theo NaOH Vì NaOH phản ứng hết ( HCl dư 0,025 mol)

2 Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 có thay đổi haykhông?

 Trả lời : Không thay đổi vì HCl và HNO3 đều là axit mạnh, phân li hoàntoàn và đây là phản ứng trung hòa

3 Tính ΔH3 bằng lí 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 donhiệt lượng kế

- Do nhiệt kế

- Do dụng cụ đong thể tích hóa chất

- Do sunfat đồng bị hút ẩm

- Do lấy nhiệt dung riêng dung dịch sunfat đồng bằng 1 cal/mol.độ

Theo em, sai số nào là quan trọng nhất? Còn nguyên nhân nào khác không?

 Trả lời:

- Theo định luật Hess: ∆H3 = ∆H1 + ∆H2 = -18,7 +2,8 = -15,9 (kcal/mol)

- Theo thực nghiệm: ∆H3 = - 10,214 (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

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG.

I Tiến hành thí nghiệm

1 Xác đ ịnh b ậc p hản ứ ng t heo Na 2S2O3:

- Dùng pipet vạch lấy axit cho vào ống nghiệm

- Dùng puret cho nước vào 3 erlen

- Sau đó tráng buret bằng Na2S2O3 0,1M rồi tiếp tục dùng puret cho Na2S2O3 vào 3erlen

- Lần lượt cho phản ứng từng cặp ống nghiệm và erlen như sau:

o Đổ nhanh axit trong ống nghiệm vào erlen

o Bấm đồng hồ (khi 2 dung dịch tiếp xúc nhau)

o Lắc nhẹ sau đó để yên quan sát, khi vừa thấy dung dịch chuyển sang đục thìbấm đồng hồ

- Lặp lại TN lấy giá trị trung bình

2 Xác định bậc phản ứng theo H 2SO4:

Làm tương tự thí nghiệm 1 với lượng axit và Na2S2O3 theo bảng sau:

II KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:

Thời gian (s) Lần 2

Thời gian (s)

Thời gian (s) Lần 2

Thời gian (s)

∆t tb

III TRẢ LỜI CÂU HỎI.

1. Trong TN trên, nồng độ của Na2S2O3 và của H2SO4 đã ảnh hưởng thế nào lênvận tốc phản ứng? Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng Xác định bậc củaphản ứng

 Trả lời:

- Phản ứng quyết định vận tốc phản ứng, tức là phản ứng xảy rachậm nhất, là phản ứng (2) vì đây là phản ứng tự oxy hoá khử nênxảy ra rất chậm

- Phản ứng (1) là phản ứng trao đổi ion nên xảy ra rất nhanh so vớiphản ứng (2)

3. Dựa trên cơ sở của phương pháp TN thì vận tốc xác định được trong các TNtrên được xem là vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời?

 Trả lời: Biểu thức tính vận tốc phản ứng trung bình là

V = ± dC dt mà trong thí nghiệm này ta cố định ΔC bằng cách ghi nhậnthời gian Δt từ lúc bắt đầu phản ứng đến lúc dung dịch bắt đầuchuyển sang đục nên vận tốc phản ứng trong thí nghiệm này là vậntốc tức thời

4. Thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 thì bậc phản ứng có thay đổi không, tạisao?

 Trả lời: Biểu thức tính vận tốc phản ứng 𝑉 = ± dCi dt = 𝑘𝐶𝐴𝑛𝐶𝐵𝑚

nên hệ phụ thuộc vào hằng số tốc 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

Bài 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

I Mục đích thí nghiệm

II Tiến hành thí nghiệm

1 Thí nghiệm 1

- Màu dung dịch sẽ chuyển từ không màu sang màu hồng nhạt (giọt

NaOH cuối cùng) và sang hồng đậm, tím (nếu tăng lượng NaOH)

 Kết quả thu được:

Lần VNaOH 0,1N (b ml) C10ml HCl (C10ml HCl = 0,1× b

10 )(N)

Giá trịtrungbình

- Màu dung dịch sẽ chuyển từ đỏ sang cam nhạt (giọt NaOH cuối cùng)

và vàng (nếu tăng lượng NaOH)

 Kết quả thu được:

Lần VNaOH 0,1N (b ml) C10ml HCl (C10ml HCl = 0,1× b

10 )(N)

Giá trịtrungbình

- Màu dung dịch sẽ chuyển từ không màu sang màu hồng nhạt (giọt

NaOH cuối cùng) và sang hồng đậm, tím (nếu tăng lượng NaOH) đối với phenolphtalein

- Màu dung dịch sẽ chuyển từ đỏ sang cam nhạt (giọt NaOH cuối cùng)

và vàng (nếu tăng lượng NaOH) đối với metyl da cam

Lần VNaOH 0,1N (b ml) C

10ml HCl (C10ml HCl = 0,1× b10 )

(N)

Giá trịtrungbình

 Kết luận: chỉ thị phù hợp với axit yếu và bazơ mạnh là phenolphtalein

III Trả lời câu hỏi

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

hay không, tại sao?

Trả lời: Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH thì đường cong chuẩn độ thay đổi

vì đương lượng phản ứng của các chất vẫn không thay đổi, nên điểm pH tương đương không thay đổi, tuy nhiên bước nhảy pH sẽ thay đổi Nếu dung nồng độ nhỏ thì bước nhảy nhỏ và ngược lại

Câu 2: Việc xác định nồng độ axit HCl trong các thí nghiệm 2 và 3 cho kết

quả nào chính xác hơn, tại sao?

Trả lời: Từ đồ thị ta thấy bước nhảy pH của hệ là từ 3,36 – 10,56, trong khi

bước nhảy pH của phenolphtalein và metyl da cam lần lượt là từ 8 – 10 và 3.1 – 4.4  kết quả chỉ thị với độ chuẩn xác tương đương nhau Tuy nhiên,

phenolphtalein đổi màu từ không màu sang hồng nhạt và đậm màu hơn khi tăng lượng NaOH, còn metyl da cam đổi màu từ đỏ sang vàng khi tăng lượng NaOH Vì thế giúp ta xác định màu tốt hơn so với metyl da cam

 Thí nghiệm 2 sẽ cho kết quả chính xác hơn

Câu 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?

Trả lời: Đối với axit acetic thì chỉ thị phenolphtalein sẽ chính xác hơn metyl

da cam vì đây là một axit yếu nên pH điểm tương đương lớn hơn 7 (bước nhảy ngắn hơn) Trong khi đó bước nhảy pH của metyl da cam là 3.0 – 4.4 lại khôngnằm trong khoảng bước nhảy của hệ nên sẽ không cho được kết quả chính xác

Câu 4: Trong phép phân tích thể tích, nếu đổi vị trí của NaOH và axit thì kết

quả có thay đổi không, tại sao?

Trả lời: Trong phép phân tích thể tích nếu đổi vị trí NaOH và axit thì kết quả

vẫn không thay đổi vì đây là phản ứng trung hòa giữa axit và bazo Tuy nhiên, khi thay đổi vị trí như vậy thì sẽ khó xác định màu hơn vì lúc này

phenolphtalein chuyển từ màu tím đậm sang hồng rồi mới tới trong suốt