BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN HÓA HỌC Cơ khí động lực 1

CÂN BẰNG HÓA HỌC VÀ CÂN BẰNG PHAI.Thí Nghiệm 1: Ảnh hưởng của nồng độ đến sự chuyển dịch cân bằng I.1 .Mục đích : Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ các chất đến cân bằng: FeCl3 vàng + 3KSCN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

UNIVERSITY OF TRANSPORT AND COMMUNICATIONS

BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN HÓA HỌC

Giáo viên hướng dẫn : cô giáo Vũ Thị Xuân Lớp : Cơ khí động lực 1 - K64

  Thành viên nhóm

 

1 Nguyễn Đình Huy ( nhóm trưởng)

2 Nguyễn Tiến Đạt

3 Đào Trung Quân

4 Đăng Tuấn Kiệt

5 Phan Thăng Long

6 Hà Trung Kiên

 

 Hà Nội, ngày 11 tháng 06 năm 2024

Bài 2 CÂN BẰNG HÓA HỌC VÀ CÂN BẰNG PHA

I.Thí Nghiệm 1: Ảnh hưởng của nồng độ đến sự chuyển dịch cân bằng

I.1 Mục đích :

Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ các chất đến cân bằng:

FeCl3

(vàng)

+ 3KSCN (không màu)

⇄ Fe(SCN)3

(đỏ máu)

+ 3KCl (không màu)

b.Hóa chất,dụng cụ

06 ống nghiệm sạch; Kẹp gỗ; Dung dịch FeCl3 bão hòa;

01 ống đong; Nước cất; Dung dịch KSCN bão hòa;

Tinh thể KCl

I.3 Cách tiến hành:

Cho 10ml nước cất vào ống nghiệm sạch, thêm vào đó 01 giọt dung dịch FeCl3 bão hòa

và 01 giọt dung dịch KSCN bão hòa, lắc đều, quan sát màu dung dịch thu được Chia đều dung dịch thu được ra 04 ống nghiệm đánh số từ 1 đến 4:

- Ống 1: dùng để so sánh;

- Ống 2: cho thêm vào ống từ 2 đến 3 giọt dung dịch FeCl3 bão hòa, quan sát màu của dung dịch thu được và so sánh với ống 1;

- Ống 3: cho thêm vào ống từ 2 đến 3 giọt dung dịch KSCN bão hòa, quan sát màu của dung dịch thu được và so sánh với ống 1;

- 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

-  Ống 2 khi ta cho thêm vào 2-3 giọt FeCl3 bão hòa thì ống 2 đậm màu hơn ống 1

-  Ống khi ta cho thêm vào 2-3 giọt KsSCN bõa hòa thì ống 3 đậm màu hơn ống 1

-  Ống 4 khi ta cho thêm vài tinh thể KCL thì ống 4 trở nên nhạt màu hơn

I.5 Giải thích kết quả thu đượ c

Màu đỏ máu thu được là do phản ứng:

FeCl + 3KSCN   ⇄ Fe(SCN) + 3KCl

(vàng) (không màu) (đỏ máu) (không màu)

Giải thích: Cơ sở lí thuyết là do dựa vào nguyên lí dịch chuyển cân bằng Lơsactơrê ở một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng Khi tác động từ bên ngoài như biến đổi nhiệt độ áp suất và nồng độ thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác dụng bên ngoài đó Như vậy khi cho vào ông nghiệm (2) 2 – 3 giọt FeCl3 bão hòa và ống (3) cho thêm 2-3 giọt KSCN bão hòa thì nồng độ FeCl3 tăng lên ở ống 2 và nồng độ KSCN tăng lên ở ống 3 theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơsactơrê thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ của FeCl3 và nồng độ KSCN tức là chuyển dịch theo chiều thuận vì vậy tạo ra nhiều Fe(SCN)3 hơn cả ống (2) và (3) làm cho ống (2) và (3) có màu đỏ máu đậm hơn ống 1

Còn ở ống (4) thì ngược lại khi cho vào ống (4) vài tinh thể KCl lắc cho tan hết thì nồng

độ KCl tăng lên cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch làm nồng độ Fe(SCN)3 giảm

vì vậy màu ở ống nghiệm (4) nhạt hơn ống 1

II.Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ

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

CH3COONa + H2O   ⇄ CH3COOH + Na+ + OH H>0

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

II.2 Hóa chất,Dụng cụ :

02 ống nghiệm sạch; 01 bếp điện hoặc đèn cồn; Tinh thể CH3COONa;

01 cốc chịu nhiệt 250 ml; Nước cất; Dung dịch Phenolphtalein

II.3 Cách tiến hành:

Đun nóng 150ml nước cất trong cốc chịu nhiệt 250ml;Cho vào ống nghiệm sạch một ít tinh thể CH3COONa, sau đó tiếp tục thêm 5ml nước cất vào và lắc cho tan hết phần tinh thể Chia đều lượng dung dịch thu được vào hai ống nghiệm, 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 giọt

phenolphtalein, so sánh màu của dung dịch thu được với dung dịch trong ống 1

II.4 Kết quả :

- Ống 1 khi cho thêm vào 1-2 giọt phenolphtalein thì dung dịch có màu hồng rất nhạt gân như không màu

- Ống 2 sau khi ta nhúng vào nước nóng vài phút rồi thêm 1-2 giọt phenolphtalein thì dung dịch có màu hồng nhạt

II.5 Giải thích kết quả :

- Ở ống 1 nhạt có màu hồng rất nhạt gần như không màu là do có sự tạo thành OH- 

nhưng nồng độ rất nhỏ

- Ở ống 2 phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao hơn đây là phản ứng thu nhiệt (∆H > 0)

Nhiệt độ tăng lên theo nguyên lí dịch chuyển cân bằng Lơsactơrê phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận đẻ giảm nhiệt độ xuống do đó tạo ra nhiều OH- vì vậy ống 2 có màu

hồng

BÀI 3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG

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:

H2SO4 + Na2S2O3 = Na2SO4 + SO2 + S + H2O

qua việc đo thời gian phản ứng ở các nồng độ Na2S2O3 khác nhau

I.2 Dụng cụ - Hóa chất:

08 ống nghiệm sạch; 01 đồng hồ bấm giây; Dung dịch H2SO4 20 %;

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:

Ống A' 1ml dung dịch Na2S2O3 1 %;

Ống B' 1ml dung dịch Na2S2O3 2 %;

Ống C' 1ml dung dịch Na2S2O3 3 %;

Ống D' 1ml dung dịch Na2S2O3 4 %;

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

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

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

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

I.4 Kết quả

STT V H2SO4 20%

(ml)

V Na2S2O3

(ml)

Thời gian phản ứng

(s) Ghi Chú

I.5 Giải thích kết quả :

Theo định luật tác dụng khối lượng vận tốc của phản ứng hóa học ở nồng độ không đổi

tỉ lệ với tích số nồng đọ các chất tham gia phản ứng

Biểu thức toán học của định luật

aA + bB → cC + dD

v = k [A]a[B]b

Trong đó:

- v là vận tốc phản ứng ở thời điểm nào đó

- [A] và [B] là nồng đọ mol của chất A,B

- K là hằng số tỉ lệ hay còn gọi là hằng số vận tốc của phản ứng phụ thuộc vào bản chất phản ứng,nhiệt đọ phản ứng mà không phụ thộc nồng đọ các chất tham gia phản ứng

Vì vậy khi nồng độ Na2S2O3 ở các phản ứng tăng dần từ 1%,2%,3%,4% vì vận tốc phản ứng ở mỗi thời điểm tăng dần làm cho thời gian phản ứng giảm dần từ ống 1 đến ống 4

Còn màu vẩn đục trắng tăng dần theo thứ tự là do nồng độ Na2S2O3 tăng dần phản ứng tạo ra nhiều S↓ 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:

H2SO4 + Na2S2O3    Na2SO4 + SO2 + S + H2O

qua việc đo thời gian phản ứng giữa Na2S2O3 4 % và H2SO4 20 % ở các nhiệt độ khác nhau

II.2 Dụng cụ - Hóa chất:

08 ống nghiệm sạch; Kẹp gỗ; Nước cất;

01 nhiệt kế; 01 đồng hồ bấm giây; Dung dịch H2SO4 20 %;

01 cốc chịu nhiệt 250 ml; 01 bếp điện hoặc đèn cồn; Dung dịch Na2S2O3 4 %

II.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 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 thời gian phản ứng t1 (s);

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

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

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

II.4 Kết quả :

ST

T

Nhiệt độ Thời gian phản ứng

2 1ml 1ml 55

II.5 Giải thích kết quả :

Dựa theo quy tắc Vanhoff : khi nhiệt độ tăng lên 10oC thì vận tốc phản ứng tăng lên từ

2 đến 4 lần số tăng vận tốc phản ứng khi nhiệt độ tăng lên 10oC gọi là hệ số nhiệt độ của phản ứng kíhiệu là γ

Với vT+10 kT+10

  γ = ───── = ─────

 

Trong đó: vT vT+10 là vận tốc ở nhiệt độ T và T+10

  kT và kT+10 là nhiệt độ T và T+10

Nếu ở nhiệt độ T2 phản ứng có vận tốc v2 nếu ở nhiệt độ T1 phản ứng có vận tốc v1 thì v2 = v1.γ(T1 – T2)/10

  Vận tốc tỉ lệ nghịch với thời gian:

v2 t1

 ── = ──

V1 t2

Vì vậy khi nhiệt độ phản ứng tăng lên 10oC dẫn tới vận tốc phản ứng tăng dẫn đến thờii gian giảm

BÀI 4 TÍNH CHẤT DUNG DỊCH

Thí nghiệm I: 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 01 bếp điện; Dung dịch NaCl bão hòa;

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 Kết quả :

Khi nước sôi nhiệt kế chỉ 980C.Vậy nước sôi ở 980C

I.5 Nhận xét :

Áp suất hơi bão hòa của nước ở 980C bằng áp suất khí quyển ở phòng thí nghiệm thì nước sôi

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 1,0 M; Dung dịch NH3 1,0 M;

Tờ giấy trắng; Dung dịch CH3COOH 0,1 M; Dung dịch NH3 0,1 M;

Dung dịch CH3COOH 0,01 M; Dung dịch NH3 0,01 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 thị vạn 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

II.4 Kết quả:

Xác

định

pH

Với nồng độ của

Thực nghiệm

Lý thuyết

Thực nghiệm

Lý thuyết

Thực nghiệm

Lý thuyết

dd CH3COOH 2 2.38 3 2.88 4 3.38 dung dịch NH3 10 11.62 9 11.12 8 10.62

II.5 Giải thích kết quả:

Tích số ion nước [H3O+].[OH-] = 10-14

Độ pH được định nghĩa pH = -lg [H3O+] hay pH =-lg [H+]

Với pH<7 môi trường axit

pH=7 môi trường trung tính

pH>7 môi trường bazơ 

Vậy CH3COOH có nồng độ càng nhỏ pH càng lớn

NH4OH có nồng độ càng lớn thì pH càng lớn

III.Thí nghiệm 3 Điều kiện hòa tan của chất điện li ít tan

III.1 Mục đích:Khảo sát điều kiện hòa tan của CaCO3 (chất điện li ít tan)

III.2 Dụng cụ - Hóa chất:

04 ống nghiệm sạch; Dung dịch CaCl2 0,00002 M; Dung dịch K2CO3 0,00002 M; Ống đong; Dung dịch CaCl2 0,2 M; Dung dịch K2CO3 0,2 M;

III.3 Cách tiến hành:

- Đánh số bốn ống nghiệm từ 01 đến 04;

- Cho vào ống nghiệm số 01: 1 ml dung dịch CaCl2 0,00002 M;

- Cho vào ống nghiệm số 02: 1 ml dung dịch K2CO3 0,00002 M;

- Cho vào ống nghiệm số 03: 1 ml dung dịch CaCl2 0,2 M;

- Cho vào ống nghiệm số 04: 1 ml dung dịch K2CO3 0,2 M;

- Đổ ống nghiệm 02 vào ống nghiệm 01 và đổ ống nghiệm 04 vào ống nghiệm số 03;

- Quan sát và ghi lại hiện tượng thí nghiệm

III.4 Kết quả :

- Khi đổ ống nghiệm 02 vào ống nghiệm 01 thì không có hiện tượng gì xảy ra

- Khi đổ ống nghiệm 04 vào ống nghiệm 03 thì xuất hiện kết tủa màu trắng CaCO3.

III.5 Giải thích kết quả :

- Ống nghiệm (2), (1):

 Xét một chất điện li ít tan AmBn có cân bằng trong dung dịch là:

AmBn ↔ mAn+  + nB

m-Lúc dung dịch bão hòa có TAmBn = [An+]m  [Bm-]n

Vậy điều kiện hòa tan một chất điện li ít tan có hòa tan khi tích số nồng độ các chất trong dung dịch nhỏ hơn tích số tan vậy ống nghiệm không có kết tủa

- Ống nghiệm (4), (3) :

Phương trình phản ứng xảy ra

CaCl2  + K2CO3  → CaCO3 ↓ + 2KCl Xảy ra phản ứng trao đổi giữa 2 muối CaCl2 và K2CO3 

Do nồng độ của CaCl2 và K2CO3  lớn nên phản ứng xảy ra nhanh hơn và xuất hiện ngay kết tủa trắng CaCO3 ↓

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.2 Dụng cụ - Hóa chất:

Cốc 50 ml Cầu KCl bão hòa Điện kế  

Điện cực Cu và Zn Dung dịch CuSO4 1 M Dung dịch ZnSO4 1 M

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 Kết quả:

Số chỉ vôn kế tăng lên 0,99 (V) khi nhúng cầu Aga-Aga vào 2 cốc dung dịch

I.5 Giải thích kết quả:

Sau khi thực hiện thí nghiệm, chúng ta thu được dữ liệu về dòng điện (I) trong mạch qua một khoảng thời gian Dựa trên dữ liệu này, chúng ta có thể tính được hiệu điện thế  (E) của pin Daniell-Jacobi bằng công thức như đã mô tả trong báo cáo trước

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 = 3) Thiết bị điện phân nước

I I.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, bắt đầu 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.4 Kết quả

 Thu được Eph = 2,2V

II.4.1 Tính thế phân cực điện phân khi điện phân nước (ở 25oC):

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:

⇄ +

  Khi có dòng điện 1 chiều đi qua:

Catot (–) Anot (+)

Sự phóng điện

Tạo điện cực (Pt)H2H+ (Pt)O2OH – 

Tạo pin phân cực (–) (Pt)H2H+OH – O2(Pt) (+)

+) Xét điện cực (Pt)H2H+ có phản ứng điện cực ⇄ 

Áp dụng phương trình Nernst ở 25oC, tính được:

  = -0.6136 (V) +) Xét điện cực (Pt)O2OH –có phản ứng điện cực ⇄ 

Áp dụng phương trình Nernst ở 25oC, tính được:

= 1.0156 (V) +) Thế phân cực điện phân:

= 1.0156 - (-0.6136)

II.4.2 Tính quá thế khi điện phân nước:

III Thí nghiệm 3: Điện phân dung dịch KI

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

III.2 Dụng cụ - Hóa chất:

01 ống nghiệm hình chữ U; 02 điện cực graphit nhỏ; Nguồn điện 1,5 V; Dung dịch phenolphtalein; Hồ tinh bột; Dung dịch KI 0,1 M

I I I.3 Cách tiến hành:

- Cho dung dịch KI vào ống nghiệm chữ U, cho vào mỗi đầu ống một điện cực than chì

- Nhỏ 2 giọt hồ tinh bột vào một đầu ống nghiệm chữ U (điện cực than chì này nối với cực dương của nguồn điện), đầu còn lại thêm vào 2 giọt phenolphtalein (điện cực than chì này nối với cực âm của nguồn điện) thể hiện qua hình 23, như sau:

 Hình 23 Mô hình thí nghiệm điện phân dung dịch KI  III.4 Kết quả, giải thích:

- Điện phân dd KI sau đó nhỏ 2 giọt hồ tinh bột vào 1 đầu ống nghiệm chất KI(điện cực, than chì này nói với cốc cực dương của nguồn) ta thấy dung dịch xung quanh điện cực than chì có xuất hiện các hạt cặn màu đen vì khi điện phân I- sẽ thoát ra và bám vào anot (iot tác dụng với hồ tinh bột tạo ra dung dịch có cặn đen)

- Đầu còn lại thêm vào 2 giọt phenolphetalein ( điện cực than chì này nỗi cô cực âm của nguồn điện) ta thấy phenophtaliein chuyển sang màu hồng vì K+ thoát ra vào bám vào catot K+ sẽ tác dụng với OH- của H2O tạo ra bazo KOH

IV Thí nghiệm 4: Điện phân dung dịch CuSO4

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 loại to; Nguồn điện 1,5 V; Dung dịch CuSO4 1M