báo cáo thí nghiệm hóa đại cương bài 2 nhiệt phản ứng

Vì ở điều kiện thường sẽ có lẫn hơi nước nên sẽ có độ ẩm, CuS4khan nên sau khi tiếp xúc với không khí, CuS4 khan sẽ hút ẩm ngay lập tức và tỏara một nhiệt lượng đáng kể, khiến ta sai lệc

MỤC LỤC

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG 3

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 3

II TRẢ LỜI CÂU HỎI 8

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 10

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 11

II TRẢ LỜI CÂU HỎI 14

BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH 15

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 16

II TRẢ LỜI CÂU HỎI 20

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

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

Cách tiến hành: Dùng ống đong lấy 50 ml nước nóng khoảng 60℃ cho vào nhiệt lượng

kế , để yên, sau 2 phút , đọc 2 Tiếp tục cho 50 ml nước ở nhiệt độ phòng vào 50ml nước nóng trong nhiệt lượng kế ban đầu để yên sau 2 phút ta đo được nhiệt độ t3

m0c0 (cal/độ) 0.08355

Lần 1:

Lần 2:

=50.1.=(cal/độ)

43−29 9 , −(55−43) (55−43)

Tính mẫu 1 giá trị

3

−1 −(2−3)

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

Cách tiến hành:

- Dùng buret lấy 25ml dung dịch NaOH 1M cho vào beacher 100ml để bên ngoài nhiệt độ phòng rồi ta đo được nhiệt độ t1

- Dùng buret lấy 25ml dung dịch HCL 1M cho vào nhiệt lượng kế Đo nhiệt độ t2

- Dùng phễu đổ nhanh becher chứa dung dịch NaOH và HCl chứa trong nhiệt lượng

kế Khuấy đều dung dịch trong nhiệt lượng kế Đo nhiệt độ t3

+ Do t1 ≠ t2 thì ∆ tính bằng hiệu số giữa t3 và t1+

2t2

Q= (00+mc) ∆

Q

Trong đó:

- 00 giá trị ta tính từ thí nghiệm 1

- Nhiệt dung riêng của NaCl 0,5M là 1 cal/g.độ, khối lượng riêng là 1,02g/ml + Cách xử lý số liệu

Do thể tích của HCl và NaOH bằng 25ml và cùng nồng độ mol là 1M suy ra ta có

số mol 2 chất là: n=V.=0,025.1=0,025(mol)

- Suy ra ta có phương trình:

NaOH+HCl→NaCl+2O

43−29 9 , −(55−43) (55−43)

t3 − t1 −(t2 −t1)

(t2 −t3)

Ban

đầu:

0,02 5

0,025 (NaOH và HCl phản ứng với tỉ lệ mol1:1)

Phản

ứng:

0,02

5 0,025 0,025 0,025 Dư

+ Suy ra số mol NaCl=0,025 mol

+ Thể tích của phản ứng trên là: 𝑐 + =50ml +Suy ra ta có

được khối lượng dung dịch NaCl:

𝑐=𝑐 0,5.V=50.1,02=51(g)

Lần 1: 1= (00+mc) ( t3 − t1+

2t2)=(51.1+0.08355).(36 − ) = 370,913(cal)

Lần 2: 2= (mc+00) ( t3 − t1+

2t2)=(51.1+0.08355).(35,7− )= 354,43(cal)

𝑡𝑟 ìℎ = 1 +2 2 = 362,67(cal)

∆ = -221(cal/mol)<0 => Phản ứng tỏa nhiệt

0,025

NaOH+HCl→NaCl+2O, ∆=-14506,8

- Tính mẫu 1 giá trị Q:

Q =(mc+00) ( t3 − t1+

2t2)=(51.1+3,95).(36 − = 370,913(cal)

Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan CuS khan – kiểm tra định luật Hess

Cách tiến hành:

- Cho 50ml nước vào nhiệt lượng kế, ta thu được nhiệt độ t1

- Ta cân 4g CuSO4 khan sau đó cho 4g CuSO4 vừa cân được cho vào nhiệt lượng kế

ta đo được nhiệt độ t2

Q=(00+22+ 44).(t2 − t1)

00 giá trị ta tính từ thí nghiệm 1

Số mol CuSO4 là : O4

=

1604 =0,025(mol) Nhiệt dung riêng của CuSO4 và 2 là c=1(cal/g.độ)

2= 50,O 4=4g

Lần 1:

1= (00+22+ 44).(t2 − t1)=(3,95+50.1+4.1).(33-30)=173,85(cal)

∆1= −1= = -6954(cal/mol)

Lần 2:

2=(00+22+ 44).(t2 − t1)=(3,95+50.1+4,1).(32,8-30)=162,26(cal)

∆2=−2= = -6490,4(cal/mol)

2∆2 = = -6722,2 (cal/mol)

∆< 0 => Phản ứng tỏa nhiệt

- Tính mẫu 1 giá trị Q và ∆:

Q=(00+22+ 44).(t2 − t1)=(3,95+50.1+4.1).(33-30)=173,85(cal)

∆=−=− 173,85 =-6954(cal/mol)

0,025

Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan của N𝐂

Cách tiến hành: Làm tương tự như thí nghiệm 3 ta thay CuS4 khan thành NH4Cl

Ta có: 4=1(cal/g.độ)

2=50g, 4=4g

0,075(mol) Q=(00+22+ 44).(t2 − t1)

00 giá trị ta tính từ thí nghiệm 1

Lần 1:

1=(00+22+ 44).(t2 − t1)=(3,95+50.1+4.1)(25-30)=-289,75(cal)

∆1=−=- =3863,3(cal/mol)

Lần 2:

2=(00+22+ 44).(t2 − t1)=(3,95+50.1+4.1)(27-30)=-173,85(cal)

∆2=−2= =2318(cal/mol)

∆= ∆ 1+

2∆2 = =3090,65(cal/mol)

∆>0 => Phản ứng thu nhiệt

Nhiệt độ ℃ Lần 1 Lần 2

- Tính mẫu 1 giá trị Q và ∆:

1=(00+22+ 44).(t2 − t1)=(3,95+50.1+4.1)(25-30)=-289,75(cal)

∆1=−=- =3863,3(cal/mol)

II TRẢ LỜI CÂU HỎI

1 ∆𝒕 của phản ứng HCl+NaOH→NaCl+ sẽ được tính theo số mol HCl hay NaOH khi cho 25ml dung dịch HCl 2M tác dụng với 25ml dung dịch NaOH 1M? Tại sao ?

- Ta có số mol của NaOH : 𝑐=0,025mol Số mol của HCl:

=0,05mol

HCl+NaOH→NaCl+2

Ban đầu: 0,05 0,025

Phản ứng: 0,025 0,025 0,025

0,025 Sau phản ứng:0,025 0,025 0,025

- Ta thấy NaOH phản ứng hết và HCl còn dư, nên ∆Hth của phản

ứng tính theo NaOH Vì lượng dư HCl dư không tham gia phản

ứng nên không sinh ra nhiệt

2 Nếu thay HCl 1M bằng HN 1M thì kết quả thí nghiệm 2 có thay đổi hay không?

- Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 vẫn không thay đổi vì HNO3 cũng là một axit mạnh phân li hoàn toàn

→ + + −; 3 → + + 3−

- Đồng thời thí nghiệm 2 cũng là một phản ứng trung hòa

+ + −

→ 2

- Sau khi thay công thức = ∆ có m,c đều có thay đổi, nhưng ở đại lượng m, c, ∆

sẽ biến đổi đều cho Q không đổi suy ra ∆ cũng không đổi

3 Tính ∆ 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 nhiệt kế

- Do dụng cụ đong thể tích hóa chất

- Do cân

- Do sunphat đồng bị hút ẩm

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

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

- Theo định luật Hess: ∆3=∆1+∆2= -18,7+2,8=-15,9(kcal/mol)

- Theo thực nghiệm thực tế: ∆3=0

- Trong 6 nguyên nhân trên, nguyên nhân quan trọng nhất là do Đồng Sunphat (CuS4 ) bị hút ẩm Vì ở điều kiện thường sẽ có lẫn hơi nước nên sẽ có độ ẩm, CuS4

khan nên sau khi tiếp xúc với không khí, CuS4 khan sẽ hút ẩm ngay lập tức và tỏa

ra một nhiệt lượng đáng kể, khiến ta sai lệch đi giá trị t2 chúng ta đo ở mỗi lần thí nghiệm

- Theo em còn 2 nguyên nhân khác làm cho kết quả sai số:

+ Cân điện tử cân hóa chất chính xác, tuy nhiên lượng chất chúng ta lấy là khác nhau cũng gây ra sự biến đổi nhiệt đáng kể

+ Lượng CuS4 trong phản ứng có thể không tan hết làm mất đi một lượng đáng kể phải được sinh ra trong quá trình hòa tan

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Thí nghiệm 1: Bậc của phản ứng theo Na 2 S 2 O 3

- Chuẩn bị 3 ống nghiệm chứa 24 và 3 bình tam giác chứa Na2S2O3 và 2 theo bảng sau:

Thí nghiệm Ống nghiệm V(ml)

V (ml) Na2S2O3

0,1M

V(ml) 2

Cách tiến hành:

- Dùng pipet vạch lấy axit cho vào ống nghiệm

- Dùng buret cho nước vào 3 erlen

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

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

+ Đổ nhanh axit trong ống nghiệm vào erlen

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

+ Lắc nhẹ sau đó để yên quan sát, khi thấy dung dịch chuyển sang đục thì dừng bấm đồng hồ ta thu được kết quả và đọc ∆

- Lặp lại mỗi thí nghiệm 1 lần nữa để tính giá trị trung bình

Thí nghiệm

Nồng độ ban đầu (M)

Δtt 1 (s) Δtt 2 (s) Δtt TB (s)

Na2S2O3 H2SO4

1 0,1 0,4 123 125 124

- Từ ∆𝑻 của thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2 xác định ( tính mẫu) :

∆1𝑇) log (

m1 = 𝑙 ∆2 2 𝑇 = 𝑙2 =0,954

- Từ ∆𝑻 của thí nghiệm 2 và thí nghiệm 3 xác định :

log (

∆∆23𝑇𝑇 )=log ( 2864,5 ) = 1,167

m2 = 𝑙2 𝑙2

- Bậc phản ứng theo Na 2 S 2 O 3 = 1 + 2=0,954+1,167 =1,0605

Thí nghiệm 2: Xác định bặc phản ứng theo

- Chuẩn bị 3 ống nghiệm chứa 24 và 3 bình tam giác chứa chứa Na2S2O3 và 2 theo bảng sau:

Thí nghiệm Ống nghiệm V(ml)

Erlen

0,1M

V(ml) 2

Cách tiến hành:

- Tiến hành như thí nghiệm số 1

Thí nghiệm

Nồng độ ban đầu (M)

Δtt 1 (s) Δtt 2 (s) Δtt TB (s)

Na2S2O3 H2SO4

- Từ ∆𝑻 của thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2 xác định

∆ log ( 1𝑇)

1= 𝑙 ∆2 2 𝑇 = 𝑙2 = 0,0553

- Từ ∆𝑻 của thí nghiệm 2 và thí nghiệm 3 xác định

∆ log ( 2𝑇)

- 2= 𝑙 ∆3 2 𝑇 = 𝑙2 = 0,2186

- Bậc phản ứng theo

II.TRẢ LỜI CÂU HỎI

1 Trong thí nghiệm trên, nồng độ của 𝑵 và của đã ảnh hưởng thế nào lên vận tốc phàn ứng? Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng Xác định bậc của phản ứng.

- Nồng độ của Na2S2O3 tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng Nồng độ của H2SO4 hầu như không ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng

- Biểu thức tính vận tốc:

= 𝑐223 24 ; trong đó m,n là hằng số dương được xác định bằng thực nghiệm

- Bậc của phản ứng: m+n

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

+ 𝐍→ 𝐍+

→ + ↓

Dựa vào kết quả của 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 H 2 SO 4 luôn luôn dư so với 𝐍.

- (1) là phản ứng trao đổi ion nên tốc độ phản ứng xảy ra rất nhanh

- (2) là phản ứng tự oxi hóa khử nên tốc độ phản ứng xảy ra chậm hơn

 Phản ứng (2) quyết định tốc độ phản ứng, là phản ứng xảy ra chậm nhất do bậc của phản ứng (2) là bậc của cả phản ứng

2 Dựa trên cơ sở của phương pháp TN thì vận tốc xác định được trong các

TN trên được xem là vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời?

- Vận tốc xác định bằng thương của biến thiên nồng độ với biến thiên thời gian ( / )

Do ≈ 0 (lưu huỳnh có biến thiên nồng độ không đáng kể trong khoảng thời gian ) nên vận tốc trong các TN trên được xem là vận tốc tức thời

4 Thay đổi thứ tự cho H 2 SO 4 và Na 2 S 2 O 3 thì bậc phản ứng có thay đổi hay không, tại sao?

- Bậc phản ứng không đổi khi thay đổi thức tự cho H2SO4 và Na2S2O3 vì ở cùng nhiệt

độ xác định, bậc phản ứng chỉ phụ thuộc vào bản chất của hệ (nồng độ, nhiệt độ, diện tích bề mặt tiếp xúc, áp suất) mà không phụ thuộc vào thứ tự phản ứng

BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Thí nghiệm 1: Xác định đường cong chuẩn độ HCl bằng NaOH

VNaOH

Xác định:

- pH điểm tương đương: 7,26

- Bước nhảy pH: từ pH=3,36 đến pH=10,56

- Chất chỉ thị thích hợp: Phenolphthalein

Thí nghiệm 2: Chuẩn độ HCl với Phenolphthalein

Cách tiến hành:

- Chuẩn độ axit-bazo với thuốc thử phenolphtalein

- Tráng buret bằng NaOH 0,1N, cho NaOH 0,1N vào buret

- Dùng pipet 10ml lấy 10ml dd HCl cho vào erlen 150ml, thêm 10ml nước cất và 2 giọt phenolphtalein

1 = =

Xử lý số liệu

HCl= 0,117

HCl= 0,118

HCl= 0,116

Sai số lần 1:0,117 − 0,117= 0

Sai số lần 2:0,118 − 0,117= 0,001

Sai số lần 3:0,116 − 0,117= 0,001

 CHCl = 0,117 ± 0,00067 (N)

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

Thí nghiệm 3: Chuẩn độ HCl với Metyl da cam

Cách tiến hành:

- Làm tương tự TN2, thay phenolphthalein bằng metyl da cam ( Đỏ sang cam )

1 = =

Lần

VHCl (ml) VNaOH (ml) CNaOH (N) CHCl (N) Sai số ∆

HCl= 0,119

HCl= 0,119

HCl= 0,12

0,119 + 0,119 + 0,12

3 Sai số lần 1: 0,119 − 0,1193 = 0,0003

Sai số lần 2:0,119 − 0,1193= 0,0003

Sai số lần 3:0,12 − 0,1193= 0,0007

 CHCl = 0,1193 ± 0,00043 (N)

Thí nghiệm 4: Chuẩn độ CHCOOH với phenolphtalein

Chuẩn độ CHCOOH với Metyl orange Cách tiến hành:

- Làm tương tự TN2, thay HCl bằng CH3COOH

Chất chỉ thị Lần VCH3COOH

(ml) VNaOH (ml) CNaOH (N)

CCH3COOH

(N)

1 = =

Phenolphtalei

n

Phenolphtalein:

C H3COOH= 0,099

CH 3 COOH= 0,099

CH 3 COOH= 0,097 CH 3 COOH 10

0,099 + 0,099 + 0,097

3 Sai số lần 1:0,099 − 0,0983= 0,0007

Sai số lần 2:0,099 − 0,0983= 0,0007

Sai số lần 3:0,097 − 0,0983= 0,0013

 CH3 COOH = 0,0983 ± 0,0009 (N)

Methyl orange:

CH 3 COOH= 0,005

2 = =

CH 3 COOH= 0,004

C H3COOH= 0,004

0,004 + 0,004 + 0,005

3 Sai số lần 1:0,005 − 0,0043= 0,0007

Sai số lần 2:0,004 − 0,0043= 0,0003

Sai số lần 3:0,004 − 0,0043= 0,0003

CH3 COOH = 0,0043 ± 0,00043 (N)

II TRẢ LỜI CÂU HỎI

1 Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH, đường cong chuẩn độ thay đổi hay không, tại sao?

- Thay đổi nồng độ HCl và NaOH thì đường cong chuẩn độ 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 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 nào chính xác hơn, tại sao?

Bước nhảy pH của phenolphtalein khoảng từ 810 của metyl orange là 3.1 -4.4

- Điểm tương đương của hệ là 7 (do axit mạnh tác dụng với bazơ mạnh)  Thí nghiệm 2 (Phenolphtalein) 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, tại sao?

- Bước nhảy pH của phenolphtalein khoảng từ 8-10 của metyl orange là 3.1 - 4.4

- Điểm tương đương của hệ là >7 (do axit yếu tác dụng với bazơ mạnh)

 Phenolphtalein giúp ta xác định chính xác hơn

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