Báo cáo thí nghiệm hóa Ứng dụng buổi 1 bài 2 cân bằng hóa học và cân bằng pha

Ống nghiệm 4: Nhạt hơn so với ống 1 Giải thích hiện tượng: -Khi tăng nồng độ của FeCl 3 hay KSCN chất tham gia của ống nghiệm 2 và 3 thì phản ứng sẽ sản sinh ra nhiều FeSCN 3 hơn và

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

Mai Xuân Trường (Nhóm trưởng)

Vũ Tiến Vinh (Viết báo cáo) Đinh Văn Tường

Lê Hồng Việt Đặng Xuân Tùng

Lớp: Cơ khí ô tô Việt-Anh 1 K62

Hà nội, 2023

BÁO CÁO THÍ NGHỆM

Cơ khí ô tô Việt-Anh 1 K62 (Nhóm 10)

Buổi 1Bài 2 CÂN BẰNG HÓA HỌC VÀ CÂN BẰNG PHA

I Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nồng độ đến cân bằng hóa học

I.1 Mục đích: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ các chất đến cân bằng sau:

FeCl3

(vàng)

3KSCN(khôn

g màu)

Fe(SCN)3

(đỏ máu)

3KCl(khôn

g màu)

I.2 Dụng cụ - Hóa chất:

06 ống nghiệm

- Ống 4 cho thêm một ít tinh thể KCl, rồi lắc cho tan hết quan sát màu của dung dịch

thu được và so sánh với ống 1

I.4 Kết quả, hiện tượng:

1 Ống nghiệm 1: Màu đỏ máu

2 Ống nghiệm 2: Ống 2 đậm hơn so với ống 1

3 Ống nghiệm 3: Đậm hơn một chút so với ống 2

4 Ống nghiệm 4: Nhạt hơn so với ống 1

Giải thích hiện tượng:

-Khi tăng nồng độ của FeCl 3 hay KSCN (chất tham gia) của ống nghiệm 2 và 3 thì phản ứng

sẽ sản sinh ra nhiều Fe(SCN) 3 hơn và tạo ra màu đậm hơn ống nghiệm ban đầu.

-Khi tăng nồng độ của KCl (sản phẩm) thì nống độ KCl khi hòa tan sẽ tăng lên vì thế sẽ làm giảm nồng độ của Fe(SCN) 3 và ống nghiệm sẽ có màu nhạt hơn so với ban đầu.

II Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng hóa học

II.1 Mục đích: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng:

Sự chuyển dịch cân bằng được theo dõi qua sự thay đổi nồng độ OH-, sự thay đổinồng độ của ion OH- được theo dõi qua sự đổi màu của phenolphtalein

Cho vào ống nghiệm sạch một ít tinh thể CH3COONa, sau đó tiếp tục thêm 5ml nướccất vào và lắc cho tan hết phần tinh thể Chia đều lượng dung dịch thu được vào hai ốngnghiệm, đánh số 01 và 02:

- Ống 1: thêm từ 1 đến 2 giọt phenolphtalein, rồi nhận xét màu của dunh dịch thu được;

- Ống 2: nhúng vào nước nóng vài phút, sau đó cũng thêm từ 1 đến 2 giọtphenolphtalein, so sánh màu của dung dịch thu được với dung dịch trong ống 1

II.4 Kết quả, hiện tượng:

1 Ống 1: Có màu hồng

2 Ống 2: Màu hồng đậm hơn

Giải thích hiện tượng:

-Về bản chất CH3COOH là axit yếu nên mang bản chất của một bazo, ống nghiệm 1 chuyển màu hồng là do có sự tạo thành của OH- nhưng rất nhỏ.

-Ống nghiệm 2 có nhiệt độ cao hơn, phản ứng thu nhiệt với ∆H>0 vì vậy phản ứng xảy ra mãnh liệt hơn và tạo nhiều OH- , nên ống 2 có màu hồng đậm hơn so với ống 1.

Bài 3 TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HÓA HỌC

I Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng

I.1 Mục đích: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Na2S2O3 đến tốc độ của phản ứng:

Kẹp gỗ; Nước cất; Các dung dịch Na2S2O3 với

nồng độ

tương ứng: 1 %, 2 %, 3 %, 4 %

I.3 Cách tiến hành:

- Chia 08 ống nghiệm sạch thành 2 dãy, đánh số A, B, C, D và A', B', C', D';

- Cho vào các ống nghiệm A, B, C, D mỗi ống 1ml dung dịch H2SO4 20 %;

- Cho vào các ống nghiệm A', B', C', D' lần lượt:

- Tương tự với ống B và ống B' Þ thời gian phản ứng t2 (s);

- Tương tự với ống C và ống C' Þ thời gian phản ứng t3 (s);

- Tương tự với ống D và ống D' Þ thời gian phản ứng t4 (s)

I.4 Yêu cầu: Ghi lại kết quả, so sánh và giải thích.

Giải thích hiện tượng:

-Nồng độ dung dịch càng cao, khi tác dụng với nhau sẽ làm tăng tốc độ phản ứng Khi tăng nồng độ, áp suất tăng, các nguyên tử chất tan va chạm và phản ứng mạnh hơn dẫn tới phản ứng xảy

ra nhanh hơn

II Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng

II.1 Mục đích: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ của phản ứng:

- Chia 08 ống nghiệm sạch thành 2 dãy, đánh số A, B, C, D và A', B', C', D';

- Cho vào các ống nghiệm A, B, C, D mỗi ống 1 ml dung dịch H2SO4 20 %;

- Cho vào các ống nghiệm A', B', C', D' mỗi ống 1 ml dung dịch Na2S2O3 4 %;

- Đổ ống A vào ống A' ở nhiệt độ phòng, đo thời gian từ khi hai dung dịch bắt đầu tiếp xúc với nhau cho đến khi có vẩn đục màu trắng của S Þ thời gian phản ứng t1 (s);

- Tương tự với ống B và ống B' ở nhiệt độ phòng + 10 oC Þ thời gian phản ứng t2 (s);

- Tương tự với ống C và ống C' ở nhiệt độ phòng + 20 oC Þ thời gian phản ứng t3 (s);

- Tương tự với ống D và ống D' ở nhiệt độ phòng + 30 oC Þ thời gian phản ứng t4 (s)

II.4 Yêu cầu: Ghi lại kết quả, so sánh và giải thích.

Giải thích hiện tượng:

-Khi tăng nhiệt độ phản ứng, các hạt nguyên tử, phần tử trong dung dịch hoạt động mạnh hơn, di chuyển nhanh hơn nên dễ dàng tác dụng với chất còn lại khiến phản ứng xảy ra nhanh hơn.

Chú ý: Để đun nóng hai ống nghiệm đến nhiệt độ mong muốn bằng cách:cho hai ống

nghiệm vào một cốc chứa 150 ml nước đun trên bếp điện, dùng nhiệt kế đo nhiệt độ của nước đến khi đạt nhiệt độ cần thiết đổ ống axit vào ống muối.

Buổi 2

Bài 4 TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH

I Thí nghiệm 1: Đo nhiệt độ sôi của chất lỏng

I.1 Mục đích: Đo nhiệt độ sôi của nước nguyên chất và của dung dịch NaCl bão hòa.

I.2 Dụng cụ - Hóa chất:

02 cốc chịu nhiệt 250

ml;

01 bếp điện; bão hòa;Dung dịch NaCl

01 nhiệt kế; Nước cất

I.3 Cách tiến hành:

- Cho 50 ml nước cất vào cốc chịu nhiệt 100 ml đánh số cốc 01

- Cho 50 ml dung dịch NaCl vào cốc chịu nhiệt 100 ml, đánh số cốc 02;

- Đặt cả 2 cốc chất lỏng trên lên bếp điện, đun sôi rồi dùng nhiệt kế đo nhiệt độ sôi

I.4 Yêu cầu: Ghi lại kết quả, so sánh và đưa ra nhận xét.

Cốc 1 nhiệt độ của nước cất : 100℃

Cốc 2 nhiệt độ sôi của dung dịch muối: 104℃

Giải thích hiện tượng:

-Khi thêm muối NaCl vào nước cất, phân tử NaCl sẽ phân li thành ion Na+ và Cl- Các hạt điện tích này làm thay đổi lực liên kết phân tử giữa các phân tử nước do đó cần nhiều năng lượng hơn để di chuyển nước ra khỏi các ion và chuyển sang thể khí.

-Tức là khi thêm muối hoặc bất kì chất tan nào vào nước thì các phân tử nước cần tạo nhiều năng lượng hơn để tạo đủ áp suất để thoát ra khỏi ranh giới của chất lỏng.

II Thí nghiệm 2: Đo pH của dung dịch

II.1 Mục đích: Sử dụng giấy chỉ thị vạn năng đo pH của một số dung dịch ở các nồng độ

khác nhau

II.2 Dụng cụ - Hóa chất:

Giấy chỉ thị vạn

năng;

Dung dịch CH3COOH

31,0 M;

Dung dịch CH3COOH

30,01 M

II.3 Cách tiến hành

- Đặt các mẩu giấy chỉ thị vạn năng lên tờ giấy trắng;

- Dùng công tơ hút chấm một giọt nhỏ dung dịch cần đo giá trị pH vào mẩu giấy chỉ thịvạn năng;

- Mẩu giấy chỉ thị vạn năng sau khi ngấm giọt dung dịch sẽ chuyển màu;

- So sánh màu thu được trên mẩu giấy chỉ thị vạn năng với bảng màu có sẵn

- Þ ghi lấy giá trị pH vào bảng kết quả sau:

Lýthuyết

Thựcnghiệm

Lýthuyết

Thựcnghiệm

Lýthuyếtdd

II.4 Yêu cầu: Ghi lại kết quả và nhận xét.

Giải thích hiện tượng:

-Nồng độ của dung dịch CH3COOH càng cao thì độ pH càng thấp Vì CH3COOH là một axit nên khi tăng nồng độ của nó độ pH sẽ càng thấp và giảm gần về 1.

-Nồng độ của dung dịch NH3 càng cao thì độ pH càng cao Vì NH3 mang tính chất của một bazơ nên khi tăng nồng độ của nó thì pH sẽ càng cao và gần về 14.

Bài 6 TÍNH CHẤT ĐIỆN HÓA

I Thí nghiệm 1: Đo sức điện động của pin

I.1 Mục đích: Chế tạo và đo sức điện động của pin Daniel - Jacobie.

I.3 Cách tiến hành:

Lập pin Daniel - Jacobie như mô tả trong hình dưới và đo sức điện động của pin

Hình 21 Mô hình thí nghiệm chế tạo và đo sức điện động của pin Daniell

I.4 Yêu cầu: Ghi kết quả, so sánh với giá trị lý thuyết và giải thích.

Kết quả: Ett = 0,9 (V)

Pin điện:

(-) Zn | ZnSO4|| CuSO4 | Cu (+)

- (-)Zn(s),Zn2+ ¿¿||Cu2+ ¿ ¿,Cu(+)

- Hiện tượng: kim điện lệch khỏi vị trí 0→ có dòng điện chạy qua trong mạch

- Thanh Zn mòn đi nồng độ Zn tăng lên: Zn + 2e ↔ Zn2+ ¿¿

Thanh Cu cực Cu sinh ra bám vào nồng độ Cu2+¿ ¿giảm: Cu2+¿ ¿ + 2e ↔ Cu

Phản ứng tạo dòng Zn + Cu2+ ¿⇄Zn2 +¿ ¿

¿ CuVậy hóa năng đã chuyển thành điện năng

¿ = -0,762 + lg(1)0,0592 = -0,762=φ2

II Thí nghiệm 2: Điện phân nước

II.1 Mục đích: Xác định điện thế phân hủy và quá thế của quá trình điện phân nước.

II.2 Dụng cụ - Hóa chất:

Nước cất được axit hóa bằng dung dịch H2SO4. (pH

II.3 Cách tiến hành:

- Bật công tắc máy chỉnh lưu (3)

- Vặn núm điều chỉnh để tăng dần điện thế cho quá trình điện phân (0,1 V mỗi lần, bắtđầu từ giá trị 1,0 V) đến khi ở các cực bắt đầu xuất hiện bọt khí (điện phân bắt đầu -

chú ý quan sát kĩ).

- Đọc điện áp trên biến áp - thế phân hủy (Eph)

Hình 22 Thiết bị điện phân nước

II Yêu cầu: tính kết quả

Kết quả: Eph = 2,8 (V)

II.1 Tính thế phân cực điện phân khi điện phân nước (ở 25 o C):

Quá trình điện phân nước với điện cực trơ (Pt) ở pH = 3,6 (axit hóa bằng dung dịch

H2SO4) và 25oC có thế phân cực điện phân như sau:

 Khi chưa có dòng điện:

H

2-2 O H

- Khi có dòng điện 1 chiều đi qua:

II.2 Tính quá thế khi điện phân nước:

Eph = Epc + h Û h = = Eph - Epc = 2,375

III Thí nghiệm 3: Điện phân dung dịch KI

III.1 Mục đích: Quan sát hiện tượng điện phân dung dịch KI.

Hình 23 Mô hình thí nghiệm điện phân dung dịch

KI

III.4 Yêu cầu: Nêu hiện tượng, giải thích và viết phương trình

Kết quả, hiện tượng:

Cực âm: Màu hồng

Cực dương: Màu vàng

Giải thích hiện tượng:

hồng

-Cực dương có màu vànglà do I2 tác dụng với hồ tinh bột

IV Thí nghiệm 3: Điện phân dung dịch CuSO 4

IV.1 Mục đích: Quan sát hiện tượng xảy ra khi điện phân dung dịch CuSO4

IV.2 Dụng cụ - Hóa chất:

01 cốc 250 ml; 02 điện cực graphit

Dung dịch CuSO4 1M

IV.3 Cách tiến hành:

- Nhúng hai điện cực than chì vào cốc đựng dung dịch CuSO4, nối hai điện cực với nguồn điện như mô tả trong hình 24, để vài phút

Hình 24 Mô hình thí nghiệm điện phân dung dịch CuSO 4

IV.4 Yêu cầu: Nêu hiện tượng, giải thích và viết phương trình phản ứng.

Kết quả, hiện tượng:

-Thanh đồng cực âm (catot): có đồng bám vào

-Thanh than chì cực dương (anot): khí oxi bay ra

2-Giải thích hiện tượng:

từ điện cực trở thành nguyên tử Cu bám vào cực âm.

-Ion SO4 2- chuyển động ngược chiều điện trường đến cực dương tác dụng với 1 ion Cu2+

ở điện cực tạo thành phân tử CuSO4, muối Cu vừa tạo thành tan ngay vào dung dịch

V Thí nghiệm 4: Hiện tượng dương cực tan khi điện phân dung dịch CuSO 4

V.1 Mục đích: Quan sát hiện tượng xảy ra khi điện phân dung dịch CuSO4

V.2 Dụng cụ - Hóa chất:

01 cốc 250 ml; 02 điện cực graphit

Dung dịch CuSO4 1 M

V.3 Cách tiến hành:

- Nhúng hai điện cực than chì vào cốc đựng dung dịch CuSO4, nối hai điện cực với

nguồn điện như mô tả trong hình 24, để vài phút

- Đảo cực của nguồn điện, quan sát sau vài phút

V.4 Yêu cầu: Nêu hiện tượng, giải thích và viết phương trình phản ứng.

Kết quả, hiện tượng:

Đổi chiều điện cực:

-Thanh đồng (+) (anot): Cu tan mất

-Thanh than chì (-) ( catot): Đồng bám vào thanh catot

CuSO4 ⇄ Cu2+ + SO42-

Giải thích hiện tượng:

Tại hợp phần anot trên bề mặt kim loại xảy ra sự oxi hóa kim loại tạo

thành ion: M - ne ® Mn+

Tại hợp phần catot của bề mặt xảy ra sự khử của chất khử phân cực

Trường hợp chất khử là H+ trong môi trường xâm thực thì: 2H+ + 2e ® H2

Trường hợp chất khử là oxi hòa tan trong môi trường xâm thực thì OH- tạo thành từ sựkhử nước (a) hay từ sự khử oxi hòa tan (b) theo phương trình:

2H2O + 2e ® 2OH- + H2 (a) O2 + 2H2O + 4e ® 4OH- (b)Một cách tổng quát, phản ứng ăn mòn diễn ra trên bề mặt kim loại như sau:

M + nH+ ® Mn+ + n/2 H2 hoặc M + n/2O2 + nH2O ® Mn+ + 2nOHNhư vậy tại hợp phần anot trên bề mặt kim loại thì kim loại bị ăn mòn tạo thành ion kimloại, tại hợp phần catot nếu chất khử phân cực là oxi hòa tan trong môi trường xâm thực sẽtạo thành môi trường bazơ

-Để bảo vệ kim loại chống lại sự ăn mòn, kim loại cần được cách ly khỏi môi trường xâmthực bằng lớp phủ kim loại (mạ điện) hoặc sơn

Trong phương pháp điện hóa bảo vệ kim loại, người ta sử dụng phương pháp bảo vệcatot bằng cách ghép điện hóa kim loại cần bảo vệ với một kim loại khác có thế điện cựcchuẩn âm hơn (phương pháp điện cực hy sinh) hoặc phương pháp bảo vệ anot bằng cách đưakim loại vào trạng thái thụ động

Trong bài thí nhiệm này, những vấn đề sau đây sẽ được làm sáng tỏ:

- Ăn mòn điện hóa học sắt

- Bảo vệ kim loại sắt bằng điện cực hy sinh (điện cực có tính khử mạnh hơn sắt).

- Bảo vệ kim loại bằng dùng chất ức chế urôtrôpin (CH2)6N4

Nếu sắt bị ăn mòn sẽ tạo thành Fe2+ kết hợp với dung dịch K3[Fe(CN)6] tạo thànhdung dịch K[FeIIFeIII(CN)6] có màu xanh Turbull Nếu sắt không bị ăn mòn thì xuất hiện màuhồng vì tạo thành môi trường bazơ

b) Làm sạch thanh kim loại:

+ Với lá thép, lá kẽm: dùng giấy giáp đánh sạch bề mặt, rửa sạch và lau khô.+ Với đinh sắt: làm sạch dầu, mỡ bằng chất tẩy rửa bề mặt (xà phòng), sau đó hoạthóa bề mặt bằng dung dịch axit H2SO4 loãng, rửa sạch, lau khô

Dung dịch thạch aga có tác dụng cho dung dịch bớt lỏng làm tăng hiệu quả của chấtchỉ thị Muối NaCl trong dung dịch tiếp xúc với kim loại làm cho dung dịch dẫn điện mạnhhơn, đẩy nhanh sự ăn mòn

II Thí nghiệm:

I Thí nghiệm 1: Ăn mòn điện hóa

I.1 Mục đích: Theo dõi sự ăn mòn điện hóa học của kim loại sắt.

I.2 Cách tiến hành: a) Lấy 1 lá sắt mỏng, làm sạch bề mặt, sau đó nhỏ vài giọt dung dịch A

lên lá sắt (hình 26a) Quan sát thí nghiệm sau vài phút

Hình 26 Thí nghiệm sắt bị ăn mòn trong dung dịch ăn mòn A

b) Cho dung dịch A vào ống thủy tinh hình chữ U, nhúng 2 đinh Fe vào 2 đầu ốngchữ U hoặc đổ dung dịch A vào cốc thủy tinh để nguội rồi cắm 2 đinh sắt Sau đó nối 2 đinh

Fe với 2 điện cực của pin điện (hình 26b) Chú ý đánh dấu các đầu (+) và (-) của hai cực sắt.Quan sát thí nghiệm sau vài phút

I.3 Yêu cầu: Giải thích hiện tượng và nêu nhận xét.

Đối với thí nghiệm a) : Miếng sắt xuất hiện những mảng đốm màu xanh

Như vậy, Nếu sắt bị ăn mòn sẽ tạo thành Fe2+ kết hợp với dung dịch K3[Fe(CN)6] tạo thành dung dịch K[FeIIFeIII(CN)6] có màu xanh Turbull.

Đối với thí nghiệm b):- Bên cực anot (+) đinh sắt, dung dịch chuyển màu xanh dương

- Bên cực catot (-) đinh sắt, dung dịch chuyển màu hồng và có bọt khí thoát ra

II Thí nghiệm 2: Bảo vệ kim loại bằng phương pháp điện hóa

II.1 Mục đích: Bảo vệ kim loại sắt bằng phương pháp anot hy sinh.

II.2 Cách tiến hành:

- Cho dung dịch A vào ống thủy tinh hình chữ U hoặc cốc thủy tinh, nhúng 1 đinh Fe và

1 thanh kẽm vào 2 đầu ống chữ U hoặc đổ dung dịch A vào cốc thủy tinh để nguội rồi cắm 1

đinh sắt và 1 thanh Zn (đối diện nhau ở trong cốc).

- Nối 2 kim loại bằng dây dẫn (hình 27)

- Quan sát thí nghiệm sau vài phút (màu của dung dịch xung quanh 2 thanh kim loại)

Hình 27 Bảo vệ kim loại sắt bằng anot hy sinh

II.3 Yêu cầu: Giải thích hiện tượng và nêu nhận xét.

Hiện tượng:

-Zn không xảy ra hiện tượng

-Xung quanh đinh sắt xuất hiện màu đỏ hồng

Giải thích:

-Có phản ứng điện hóa bị ngăn cản do điện thế.

Cực (-) : Zn→ Zn2+ 2e Cực (+) : O2 + H2O+4e→4OH-

=> Zn bị ăn mòn điện hóa, Fe được bảo vệ

III Thí nghiệm 3: Bảo vệ kim loại bằng phương pháp sử dụng chất ức chế III.1 Mục đích: Chống ăn mòn sắt bằng chất ức chế urôtrôpin (CH2)6N4

III.2 Cách tiến hành:

- Lấy 2 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 2 dung dịch H2SO4 20%

- Thả cẩn thận vào mỗi ống nghiệm 1 đinh sắt

- Khi khí hiđrô thoát ra tương đối đều thì cho thêm vào 1 ống nghiệm0,05 gam urôtrôpin (bằng hạt đỗ), lắc nhẹ để tan hết urôtrôpin Ốngnghiệm còn lại dùng để so sánh Quan sát hiện tượng.

III.3 Yêu cầu: Giải thích hiện tượng và nêu nhận xét.