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

Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 vẫn khôngthay đổi vì HNO3 cũng là một axit mạnh phân li hoàn toàn và tác dụng với NaOH cũng là một phản ứng trung hòa.. - Giúp xác đ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

- -BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

LỚP 38 NHÓM 10 Danh sách thành viên nhóm

MỤC LỤC

Lời nói đầu……… 1

Bài 2 Nhiệt phản ứng I Mục đích thí nghiệm: II Kết quả thí nghiệm 1 Thí nghiệm 1: Nhiệt dung của nhiệt lượng kế: ……….2

2 Thí nghiệm 2: Nhiệt trung hòa HCl và NaOH: ………2

3 Thí nghiệm 3: Nhiệt trung hòa CuSO 4 khan : ……… 4

4 Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan NH 4 Cl: ……….5

III Trả lời câu hỏi: ………7

Bài 4 Xác định bậc phản ứng I Mục đích thí nghiệm: ……… 9

II Thực hành thí nghiệm: 1 Bậc phản ứng theo Na 2 S 2 O 3 : ……… 9

2 Bậc phản ứng theo H 2 SO 4 : ……… 10

III Trả lời câu hỏi: ……….12

Bài 8 Phân tích thể tích I Mục đích thí nghiệm: ………14

II Thực hành thí nghiệm: 1 Thí nghiệm 1:……… 14

2 Thí nghiệm 2:……… 15

3 Thí nghiệm 3:……… 16

4 Thí nghiệm 4:……… 17

III Trả lời câu hỏi:……….19

LỜI NÓI ĐẦU

Lời đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thànhđến Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM đã đưamôn Thí nghiệm Hóa đại cương vào chương trình giảngdạy Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đếngiảng viên bộ môn là thầy Nguyễn Phước Thiên đã giảngdạy, truyền đạt cho chúng em những kiến thức quý báutrong những ngày qua Trong suốt thời gian tham gia lớphọc của thầy, chúng em tự thấy bản thân mình tư duyhơn, học tập càng thêm nghiêm túc và hiệu quả Đâychắc chắn là những tri thức quý báu, là hành trang cầnthiết cho chúng em sau này Được sự phân công củagiảng viên bộ môn, cùng với những kiến thức tích lũyđược trong quá trình học tập, chúng em xin trình bày cácbài thí nghiệm số 2,4 và 8 Qua việc thực hiện bài báo cáonày, nhóm chúng em đã biết thêm rất nhiều kiến thứcmới lạ và bổ ích Do vốn kiến thức của chúng em vẫn cònhạn chế nên mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng chắc chắnkhó tránh khỏi những thiếu sót Kính mong thầy xem xét,góp ý để bài báo cáo của chúng em được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

II TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

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

* Mô tả thí nghiệm:

- Lấy 50ml nước ở nhiệt độ phòng cho vào becher bên ngoài đo nhiệt

độ t1.

- Lấy 50ml nước cho vào nhiệt lượng kế Đo nhiệt độ t2.

- Dùng phễu đổ nhanh 50ml nước ở nhiệt độ phòng vào 50ml nước nóng trong nhiệt lượng kế Rồi đo nhiệt độ t3

* Công thức tính m o c o :

m0c0=mc (t 3−t 1)−(t 2−t 3)

(t 2−t 3) =50

(52−31)−(68−52) (68−52) =6,25(

cal

độ )

Trong đó: m – khối lượng của 50 ml nước = 50g

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

* Kết quả thu được

- Dùng buret lấy 25ml HCl 1M cho vào nhiệt lượng kế Đo nhiệt độ t1.

2

- Dùng buret lấy 25ml NaOH 1M cho vào becher Đo nhiệt độ t2

- Dùng phễu đổ nhanh becher chứa dung dịch NaOH vào HCl chứa trong nhiệt lượng kế Khuấy đều dung dịch trong nhiệt lượng kế Đo nhiệt độ t3

* Công thức tính Q,H:

Q=(m0c0+m muối c muối)(t3−t2+t1

2 )

Trong đó: m – khối lượng của 50 ml dung dịch muối = 51g

c – nhiệt dung riêng của dung dịch muối (1 cal/g.độ)

Vì ∆Htb < 0 nên ta có thể kết luận phản ứng trên là phản ứng tỏa nhiệt.

* Mô tả thí nghiệm:

- Cân khoảng 4g CuSO4 khan

- Cho vào nhiệt lượng kế 50ml nước Đo nhiệt độ t1

- Cho nhanh 4g CuSO4 vào nhiệt lượng kế, khuấy đều cho CuSO4 tan hết Đo nhiệt độ t2

* Công thức tính Q,H:

Q=(m0c0+m CuS O4C CuS O4)(t2−t1)

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

moco = 6,25 (cal/độ)

∆ H =−Q

n

Trong đó: Q là nhiệt đã tỏa ra hay thu vào

n là số mol chất đã phản ứng

* Kết quả thu được:

Theo các công thức trên:

Vì ΔHHtb < 0  Đây là quá trình tỏa nhiệt

* Mô tả thí nghiệm:

- Cân khoảng 4g NH4Cl khan

- Cho vào nhiệt lượng kế 50ml nước Đo nhiệt độ t1

- Cho nhanh 4g NH4Clvào nhiệt lượng kế, khuấy đều cho NH4Cl tan hết Đo nhiệt độ t2

* Công thức tính Q,H:

Q = (m0c0 + mNH 4 Cl.cNH 4 Cl)(t2-t1)

c – nhiệt dung riêng của dung dịch NH4Cl (1 cal/g.độ)

* Kết quả thu được:

Theo các công thức trên:

III TRẢ LỜI CÂU HỎI:

theo số mol HCl hay NaOH khi cho 25 ml dd HCl 2M tác dụng với 25 ml dd NaOH 1M Tại sao?

Do tính ra ta được số mol của HCl là 0,05 và của NaOH là 0,025.Phản ứng : HCl + NaOH → NaCl + H2O

Trước phản ứng : 0.05 0.025 (mol)

Phản ứng : 0.025 0.025 0.025

Sau phản ứng : 0.025 0 0.025

Theo phản ứng ta thấy NaOH hết, nên ∆Htb sẽ được tính theo

NaOH. Vì NaOH phản ứng hết còn phần dư HCl ko tham gia phản ứng nên không sinh ra nhiệt

thay đổi hay không?

Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 vẫn khôngthay đổi vì HNO3 cũng là một axit mạnh phân li hoàn toàn và tác dụng với NaOH cũng là một phản ứng trung hòa

quả thí nghiệm Hãy xem 6 nguyên nhân có thể gây ra sai số trong thí nghiệm này:

Theo định luật Hess

∆H3 lt = ∆H1 + ∆H2 = -18,7 + 2,8 = -15,9 ( kcal/mol) = -15900 ( cal/mol)

- Theo thực nghiệm: ∆H3 tn = -12652,5 ( cal/mol)

→ Có sự chênh lệch quá lớn giữa thực nghiệm và lý thuyết là do các

nguyên nhân chủ yếu sau:

- Mất nhiệt độ do nhiệt lượng kế

- Do nhiệt kế

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

7

- Theo em kết quả thí nghiệm nhỏ hơn so với trên lý thuyết.

- Nguyên nhân quan trọng nhất gây ra sai số là do sunphat đồng hút ẩm

- CuSO4 khan +5H2O = CuSO4.5H2O tạo ∆H1 nữa, 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

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

là dụng cụ quan trọng nhất trong thí nghiệm này, nhiệt lượng kế không đủ tiêu chuẩn hoặc thao tác trên nhiệt lượng kế kém đều có thểgây sai số cho kết quả

8

BÀI 4: BẬC PHẢN ỨNG

- Nghiên cứu sức ảnh hưởng của nồng độ đến vận tốc của phản ứng

- Giúp xác định bậc của phản ứng phân huỷ Na2S2O3 trong môi

trường axit bằng các thực nghiệm

1 Xác định bậc phản ứng theo Na 2 S 2 O 3:

* Mô tả thí nghiệm:

Chuẩn bị 3 ống nghiệm chứa H2SO4 và 3 bình tam giác chứa

Na2S2O3 và H2O theo số liệu trong bảng sau:

4816

282416

+ Dùng pipet khắc vạch lấy axit cho vào ống nghiệm

+ Dùng buret cho H2O vào 6 bình tam giác trước

+ Sau đó tráng buret bằng Na2S2O3 0,1M, rồi tiếp tục dùng buret để cho Na2S2O3 0,1M vào các bình tam giác

 Lắc nhẹ bình tam giác cho đến khi thấy dung dịch vừa

chuyển sang đục thì bấm đồng hồ lần nữa và đọc t1 và t2

9

* Kết quả thu được:

Dựa trên số liệu của TN2 và TN3:

Chuẩn bị 3 ống nghiệm chứa H2SO4 và 3 bình tam giác chứa

Na2S2O3 và H2O theo số liệu trong bảng sau:

2

3

4816

888

282416

+ Dùng pipet khắc vạch lấy axit cho vào ống nghiệm

+ Dùng buret cho H2O vào 6 bình tam giác trước

+ Sau đó tráng buret bằng Na2S2O3 0,1M, rồi tiếp tục dùng buret để cho Na2S2O3 0,1M vào các bình tam giác

Dựa trên số liệu của TN2 và TN3:

N=(n1+n2)

0,13+0,31

2 =0,22

1) Trong TN trên nồng độ của Na 2 S 2 O 3 (A) và của H 2 SO 4 (B) đã ảnh hưởng thế nào lên vận tốc phản ứng Viết lại biểu thức tính tốc độ phản ứng Xác định bậc của phản ứng.

- Nồng độ của Na2S2O3 tỉ lệ thuận với tốc độ của phản ứng

độ của phản ứng

- Biểu thức tính tốc độ phản ứng

v = k x [Na2S2O3]M x [H2SO4]N =∆ C ∆ t ;Với: k là hằng số tốc độ phản ửng ở nhiệt độ xác định ( nhiệt độ phòng)

M, N lần lượt là bậc phản ứng của Na2S2O3 và H2SO4 xác định bằng thực nghiệm

- Theo phương trình phản ứng (1), bản chất là phương trình phản

ứng trao đổi ion nên tốc độ của phản ứng thường xảy ra trongkhoảng thời gian rất nhỏ

- Theo phương trình phản ứng (2), có xảy ra quá trình tự oxy hóa –

khử nên phản ứng xảy ra chậm hơn

=> Do bậc của phản ứng bị ảnh hưởng bởi bậc của phản ứng (2), đồngthời phản ứng (2) xảy ra chậm nhất nên nó quyết định vận tốc phản ứng

3) 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?

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

các TN trên được xem là vận tốc tức thời vì vận tốc phản ứng được xác

Vì ∆C ≈ 0 (do lưu huỳnh thay đổi không đáng kể)

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

Việc thay đổi thứ tự của H2SO4 và Na2S2O3 không làm ảnh hưởng đếnbậc phản ứng Điều này là do ở một nhiệt độ xác định, bậc phản ứng không phụ thuộc vào thứ tự của các chất tham gia, mà chỉ phụ thuộc vàobản chất của hệ (như nồng độ, nhiệt độ, diện tích tiếp xúc, áp suất)

13

BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

Dựa trên việc thiết lập đường cong chuẩn độ một axit mạnh (HCl)

và một bazơ mạnh (NaOH) lựa chọn chất chỉ thị màu thích hợp cho phảnứng chuẩn độ axit HCl bằng dung dịch NaOH chuẩn

Áp dụng chuẩn độ để xác định nồng độ của axit mạnh (HCl) và axityếu (CH3COOH)

Xử lý kết quả thí nghiệm

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

Xây dựng đường cong chuẩn độ axit mạnh bằng một bazo mạnh dựatheo bảng:

Dựa trên đường cong chuẩn độ, xác định bước nhảy pH, điểmtương đương và chất chỉ thị thích hợp

Từ bảng số liệu trên Ta vẽ được đường cong chuẩn độ như sau:

14

Từ đồ thị ta xác định được các giá trị gần đúng:

- pH điểm tương đương: 7.26

- Dung pipet bầu 10ml lấy 10ml dung dịch HCl chưa rõ nồng độ vào erlen 150ml, thêm 10ml nước cất và 2 giọt phenolphtalein.

- Mở khóa buret nhở từ từ dung dịch NaOH xuống erlen, vừa nhỏ vừa lắc nhẹ đến khi dung dịch trong erlen chuyển sang màu hồng nhạt bền thì khóa buret Đọc thể tích dung dịch NaOH đã dùng

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

Bảng số liệu: Chuẩn độ HCl với Phenolphtalein

(ml)

VNaOH (ml)

CNaOH (N )

- Tráng buret bằng dung dịch NaOH 0,1N, sau đó cho từ từ dung dịch

NaOH 0,1N vào buret Chỉnh mức dung dịch ngang vạch 0

- Dùng pipet bầu lấy 10ml dung dịch HCl chưa rõ nồng độ cho vào

erlen 150ml, thêm 10ml nước cất và 2 giọt metyl da cam

- Mở khóa buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH xuống erlen, vừa nhỏ vừa

lắc nhẹ đến khi dung dịch trong erlen chuyển từ màu dỏ sang cam thì khóa buret

- Đọc thể tích dung dịch NaOH đã dùng.

- Lặp lại thí nghiệm hai lần nữa để tính giá trị trung bình.

- Màu chỉ thị thay đổi từ màu đỏ sang màu cam rồi sang vàng ánh cam.

* Bảng số liệu: Chuẩn độ HCl với Metyl da cam

(ml)

VNaOH(ml)

CNaOH(N )

4 Thí nghiệm 4 Chuẩn độ axit yếu - bazơ mạnh bằng chỉ thị

phenolphtalein và chỉ thị metyl da cam

a Chuẩn độ CH3COOH với Phenolphtalein

Mô tả thí nghiệm sử dụng chất chỉ thị phenolphtalein

- Tráng buret bằng dung dịch NaOH 0,1N, sau đó cho từ từ dung dịch NaOH 0,1N vào buret Chỉnh mức dung dịch ngang vạch 0

- Dùng pipet bầu lấy 10ml dung dịch CH3COOH chưa rõ nồng độ cho vào erlen 150ml, thêm 10ml nước cất và 2 giọt phenolphtalein

- Mở khóa buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH xuống erlen, vừa nhỏ vừa lắc nhẹ đến khi dung dịch trong erlen chuyển sang màu hồng nhạt bền thì khóa buret

- Đọc thể tích dung dịch NaOH đã dùng

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

- Màu chỉ thị thay đổi từ không màu sang màu hồng nhạt.

17

Bảng số liệu: Chuẩn độ CH3COOH với Phenolphthalein

(ml)

VNaOH(ml)

CNaOH(N )

b Chuẩn độ CH3COOH với Metyl da cam

* Mô tả thí nghiệm sử dụng chất chỉ thị metyl da cam

- Tráng buret bằng dung dịch NaOH 0,1N, sau đó cho từ từ dung dịchNaOH 0,1N vào buret Chỉnh mức dung dịch ngang vạch 0

- Dùng pipet bầu lấy 10ml dung dịch CH3COOH chưa rõ nồng độ chovào erlen 150ml, thêm 10ml nước cất và 2 giọt metyl da cam

- Mở khóa buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH xuống erlen, vừa nhỏ vừalắc nhẹ đến khi dung dịch trong erlen chuyển từ màu đỏ sang màucam thì khóa buret

- Đọc thể tích dung dịch NaOH đã dùng

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

- Màu chỉ thị thay đổi từ màu đỏ sang màu cam rồi sang vàng

III TRẢ LỜI CÂU HỎI:

có 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 và điểm pH tương đương vẫn không thay đổi

- Nếu dùng nồng độ nhỏ thì bước nhảy nhỏ và ngược lại

cho kết quả nào chính xác hơn, tại sao?

- Phenolphtalein giúp ta xác định chính xác hơn vì bước nhảy pH của phenolphtalein 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) nên thí nghiệm 2 (Phenolphtalein) sẽ cho kết quả chính xác hơn

- Một lý do nữa là vì Phenolphtalein giúp chúng ta xác định màu tốthơn, rõ ràng hơn Do từ màu trắng sang hồng nhạt, dễ nhận thấy hơn Metyl da cam từ màu đỏ sang vàng cam

axetic bằng chỉ thị màu nào chính xác hơn, tại sao?

- Phenolphtalein giúp ta xác định chính xác hơn vì pH chuyển màu

của phenolphtalein khoảng từ 8-10, nhưng pH chuyển màu của Metyl Orange là 3.1 - 4.4 Với thí nghiệm cho Axit yếu tác dụng với Bazơ mạnh (CH3COOH tác dụng NaOH), điểm pH tương

đương không còn xấp xỉ 7 mà lớn hơn 7 tương đối nhiều, lí do là muối của phản ứng được tạo thành là muối giữa axit yếu và bazơ mạnh nên có tính bazơ Bên cạnh đó, bước nhảy pH cũng thay đổi dẫn đến pH chuyển màu của Metyl da cam không còn nằm trong bước nhảy pH nữa, cho nên chúng ta không dùng được Metyl da cam làm chất chỉ thị

- Một lý do nữa là vì Phenolphtalein giúp chúng ta xác định màu tốt

từ màu tím đậm sang hồng rồi mới tới trong suốt.

20