Báo cáo thí nghiệm hóa Đại cương bài 2 nhiệt phản Ứng

Trả lời:Kết quả thí nghiệm không thay đổi vì đây là phản ứng trung hòa, nồng độ mol của dung dịch HNO3 giống với dung dịch HCl và HNO3 cũng là 1 axit mạnh, phân li hoàn toàn như HCl.. -

Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh

Trường Đại Học Bách Khoa

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

L33

Nhóm: 08

Họ Tên SV:Nguyễn Xuân Nghĩa MSSV: 2312272 Phạm Đăng Khoa MSSV: 2312983 Nguyễn Thị Hồng Nhung MSSV: 2312524

MỤC LỤC

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG 3

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 3

1 Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế: 3

2 Thí nghiệm 2: Xác định phản ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCl và NaOH: 3

3 Thí nghiệm 3: Nhiệt hòa tan CuSO4 khan (lưu ý CuSO4 dễ hút ẩm): 3

4 Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan NH4Cl: 4

II.TRẢ LỜI CÂU HỎI 4

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 6

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 6

1 Bậc phản ứng theo Na2S2O3: 6

2 Bậc phản ứng theo H2SO4: 6

II.TRẢ LỜI CÂU HỎI 7

BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH 9

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 9

1.Thí nghiệm 1: 9

2 Thí nghiệm 2: 9

3 Thí nghiệm 3: 10

4 Thí nghiệm 4: 11

II TRẢ LỜI CÂU HỎI: 12

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:

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

Ta có: m = 50g

C = 1 cal/g.độ

→ mc = 50.1 = 50 cal/độ

Ta có: m0co=mc.(t 3−t 1)−(t 2−t 3) t 2−t 3 =mc (46−33)−(58−46)

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

.m NACL c NACL=(VNAOH+VHCL).1,02=(25+25).1,02=51 cal/độ

Tương tự ta được: Q2=275,8 (cal)

Q tb=Q1+Q2

330,96+275,8

∆ H =−Qtb

303,08

Do ∆ H <0 nên phản ứng tỏa nhiệt

3 Thí nghiệm 3: Nhiệt hòa tan CuSO4 khan (lưu ý CuSO4 dễ hút ẩm):

n CUS O4= 4

160=0,025 (mol)

Q1=mc∆ t=(m0c0+m nước c nước+m CUSO4c CUSO4)(t2−t1)

¿(4,16+50+4).(39−33)=348,96(cal)

∆ H1=−Q1

−348,96

Do Q1=Q2NênQ tb=Q1=Q2=348,96(cal)

Từ đó suy ra ∆ H tb=∆ H1=∆ H2=−13958,4 (cal /mol )

Vì ∆ H tb<0 nên phản ứng tỏa nhiệt

4 Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan NH4Cl:

n N H4CL=m

4 53,5=

8

107(mol)

Q1=mc∆ t=(m0c0+m nước c nước+m N H4CL c N H4CL)(t2−t1)

∆ H1=−Q1

−−174,48 (8 /107) ≈ 2333,67 (cal/mol)

Do Q1=Q2NênQ tb=Q1=Q2=−174,48(cal)

Từ đó suy ra ∆ H tb=∆ H1=∆ H2=2333,67 (cal/mol)

Vì ∆ H tb>0 nên phản ứng thu nhiệt

II.TRẢ LỜI CÂU HỎI

Câu 1: ∆ H tb của phản ứng HCl + NaOH → NaCl + H2O 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?

Trả lời:

Ban đầu (mol) 0,05 0,025

- Vì NaOH hết và HCl dư nên ΔHth của phản ứng tính theo NaOH Hth của phản ứng tính theo NaOH

- Lượng HCl dư chỉ làm môi trường, không tham gia phản ứng do đó không sinh nhiệt

Câu 2:Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 có thay đổi

hay không?

Trả lời:

Kết quả thí nghiệm không thay đổi vì đây là phản ứng trung hòa, nồng độ mol của dung dịch HNO3 giống với dung dịch HCl và HNO3 cũng là 1 axit mạnh, phân li hoàn toàn như HCl

Câu 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 nhiệt kế

- Do dụng cụ đong thể tích hóa chất

- Do cân - Do sunfat đồng bị hút ẩm

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

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

- Theo định luật Hess:

ΔHth của phản ứng tính theo NaOH H3=ΔHth của phản ứng tính theo NaOH H1+ΔHth của phản ứng tính theo NaOH H2= -18,7+2,8= -15,9 (kcal/mol) = -15900 (cal/mol)

- Theo thực nghiệm: ΔHth của phản ứng tính theo NaOH H3=−13958,4 (cal/mol)

Theo em nguyên nhân gây ra sai số có thể là:

- Mất nhiệt độ do nhiệt lượng kế do trong quá trình thí nghiệm thao tác không chính xác, nhanh chóng dẫn đến thoát nhiệt ra môi trường bên ngoài, kết quảthu được khác nhau dẫn đến sai số

- Sunphat đồng bị hút ẩm do sunphat đồng vốn là chất hút ẩm rất mạnh, đặc biệt là trong môi trường của chúng ta lại chứa rất nhiều hơi nước nên trong lúc cân và đưa vào thí nghiệm thao tác không nhanh chóng nên sunphat đồng đã tiếp xúc với môi trường

Ngoài ra, còn 2 nguyên nhân làm cho kết quả sai số:

- Lượng chất chúng ta lấy là khác nhau gây nên sự biến đổi nhiệt đáng kể

- Lượng CuSO4 trong phản ứng có thể khonng hoà tan hết làm mất đi một lượng đáng kể phải được sinh ra trong quá trình hoà tan

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:

1 Bậc phản ứng theo Na2S2O3:

V (ml) H2SO4 0,4 M

Erlen

V (ml) Na2S2O3 0,1M V (ml) H2O 1

2

3

8 8 8

4 8 16

28 24 16

TN Nồng độ ban đầu (M) ΔHth của phản ứng tính theo NaOH t1 (s) ΔHth của phản ứng tính theo NaOH ttb (s)

Na2S2O3 H2SO4

- Từ TN1 và TN2 ta có: m1=log

(¿Δ t tb 1

Δ t tb 2

)

log(¿2)=log

(¿101

53 ) log(¿2)≈ 0, 93¿¿ ¿

¿

- Từ TN2 và TN3 ta có: m2=log

(¿Δ t tb 2

Δt tb 3)

log(¿2)=log

(¿53

26) log(¿2)≈ 1,02¿¿ ¿

¿

- Bậc phản ứng theo Na2S2O3 ¿m1+m2

0, 93+1,02

2 Bậc phản ứng theo H2SO4:

V (ml) H2SO4 0,4 M

Erlen

V (ml) Na2S2O3 0,1M V (ml) H2O 1

2

3

4 8 16

8 8 8

28 24 16

TN Nồng độ ban đầu (M) ΔHth của phản ứng tính theo NaOH t1 (s) ΔHth của phản ứng tính theo NaOH ttb (s)

Na2S2O3 H2SO4

3 0,1 0,4 43 43

- Từ TN1 và TN2 ta có: n1=log

(¿Δt tb1

Δt tb2)

log(¿2)=log

(¿55

51) log(¿2)≈ 0,108¿¿¿

¿

- Từ TN2 và TN3 ta có: n2=log

(¿Δt tb2

Δt tb3

)

log(¿2)=log

(¿51

43) log(¿2)≈ 0,246¿¿ ¿

¿

- Bậc phản ứng theo H2SO4¿n1+n2

0,108+0,246

II.TRẢ LỜI CÂU HỎI

Câu hỏi 1:

Trong TN trên, nồng độ của Na2S2O3 và H2 SO4 đã ảnh hưởng thế nào lên vận tốc phản ứng? Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng Xác định bậc phản ứng

Trả lời:

- 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: V=k[Na2S2O3]0,975 [H2SO4]0,177

- Bậc phản ứng: 0,975+0,177=1,152

Câu hỏi 2:

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

N a2S2O3+H2S O4→ N a2S O4+H2S2O3 (1)

Dựa vào kết quả thí nghiệm 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 hay không? Tại sao? Lưu ý trong các thí nghiệm trên, lượng axit H2S04 luôn luôn dư so với Na2S2O3

Trả lời:

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

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

=> Phản ứng (2) là phản ứng quyết định tốc độ phản ứng

Câu hỏi 3:Dựa trên cơ sở của phương pháp thí nghiệm thì vận tốc xác định

được trong các thí nghiệm trên được xem là vận tốc trung bình hay vận tốc

tức thời?

Trả lời:

Vận tốc được xác định bằng Δc Δt Vì Δc ≈ 0 (biến thiên nồng độ của lưu huỳnh

là vận tốc tức thời.

Câu hỏi 4:

Thay đổi thứ tự cho sao? H2 SO4 và Na2S2O3 thì bậc phản ứng có thay đổi hay không? Tại sao?

Trả lời:

- Thay đổi thứ tự cho H2 SO4 và Na2S2O3 thì bậc phản ứng không thay đổi Ở một nhiệt

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

BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

1.Thí nghiệm 1:

Xác định đường cong chuẩn độ HCl bằng NaOH :

- pH điểm tương đương 7

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

- Chất chỉ thị thích hợp: phenolphthalein

Lần Vhcl(ml) VNaOH(ml) CNaOH(N) CHCl(N) Sai số

C1HCl =C 1 NaOH V V 1 NaOH

C2HCl =C 2 NaOH V V 2 NaOH

C3HCl =C 2 NaOH V 2 NaOH

CHCltb= C 1 HCl+C2 HCl+C3 HCl

C1HCl=|CHCltb-C1HCl|=0 (N)

C2HCl=|CHCltb-C2HCl|=0,001(N)

CHCltb=C 1 HCl+C2 HCl+C 3 HCl

3 =¿0,00067(N) C̅HCl= 0,108 ±0,00067(N)

3 Thí nghiệm 3:

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

C1HCl =C 1 NaOH V 1 NaOH

C2HCl =C 2 NaOH V V 2 NaOH

C3HCl =C 3 NaOH V V 3 NaOH

CHCltb= C 1 HCl+C2 HCl

2 =0,1043 (N)

C1HCl=|CHCltb-C1HCl|=0,0003(N)

C2HCl=|CHCltb-C2HCl|=0,0003(N)

CHCltb=C 1 HCl+C2 HCl

2 =¿0,0007(N) C̅HCl=0,1043 ±0,0007(N)

4 Thí nghiệm 4:

Chất chỉ thị Lần VHCl(ml) VNaOH(ml) CNaOH(N) CHCl(N) Phenol

phtalein

Methyl

orange

Phenolphtalein:

C1HCl =C 1 NaOH V V 1 NaOH

C2HCl =C 2 NaOH V V 2 NaOH

C3HCl =C 3 NaOH V V 3 NaOH

CHCltb= C 1 HCl+C2 HCl+C 3 HCl

3 =0,10367 (N)

Sai số:

C1HCl=|CHCltb-C1HCl|=0,00167 (N)

C2HCl=|CHCltb-C2HCl|=0,00133(N)

C3HCl=|CHCltb-C3HCl|=0,00033(N)

CHCltb=C 1 HCl+C2 HCl+C 3 HCl

3 =¿0,00111(N) C̅HCl=0,10367 ±0,00111(N)

Methyl orange:

C1HCl =C 1 NaOH V V 1 NaOH

C2HCl =C 2 NaOH V V 2 NaOH

C3HCl =C 3 NaOH V V 3 NaOH

CHCltb= C 1 HCl+C2 HCl+C 3 HCl

3 =0,01367 (N)

Sai số:

C1HCl=|CHCltb-C1HCl|=0,00067 (N)

C2HCl=|CHCltb-C2HCl|=0,00133(N)

C3HCl=|CHCltb-C3HCl|=0,00067(N)

CHCltb=C 1 HCl+C2 HCl+C 3 HCl

3 =¿0,00089(N) C̅HCl=0,01367 ±0,00089(N)

II 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?

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, cho nên điểm pH tương đương không thay đổi, tuy nhiên bước nhảy pH sẽ thay đổi Nếu dùng nồng độ nhỏ thì bước nhảy nhỏ

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?

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 tạo ra muối trung hòa) nên thí nghiệm

2 (phenol phtalein) sẽ cho kết quả chính xác hơn

Một lý do nữa là vì Phenol phtalein giúp chúng ta xác định màu tốt hơn, rõ ràng hơn Do từ màu trắng sang hồng nhạt, dễ nhận thấy hơn Metyl Orange màu đỏ sang sang vàng cam

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?

Từ kết quả thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic bằng

phenolphtalein cho ta kết quả chính xác hơn Vì phenolphtalein có bước nhảy pH trong khoảng 8-10 còn metyl orange là 3,1- 4,4 mà điểm tương đương của hệ > 7

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?

Trong phép phân tích thể tích nếu đổi vị trí NaOH và axit thì kết quả vẫn không thay đổi, vẫn là phản ứng trung hòa Tuy nhiên, khi thay đổi vị trí như vậy thì sẽ khó xác

định màu hơn vì lúc này Phenol Phtalein chuyển từ màu tím đậm sang hồng rồi mới tới trong suốt