Vì vậy trong thực tế, để tăng hiệu suất phản ứng, ta cần tiễn hành ở nhiệt độ lớn 70 - 809C và thực hiện trong thời gian dài ít nhật 2 tiếng rưỡi - Kết quả của bài thí nghiệm mắc phải sa
Trang 1Nhom thi nghiém: TNDN.CC2
Giảng viên hướng dẫn: Cô Nguyễn Thu Hà
Thay Cao Hong Ha
Nam 2022
Trang 2BAO CAO THI NGHIEM Bai 1: KHAO SAT DONG HOC PHAN UNG BAC 1
1 Họ tên Sinh viên Dương Hoàng Anh
MSSV: 20201343
Ngày lam thí nghiệm: 24/11/2022
2 Tên và chữ ký của giáo viên hướng dẫn:
3 Muc dich bai thí nghiệm:
Khao sat động học phản ứng thủy phân ctylaxetat được xúc tác bởi axit qua việc xác định hằng số toc độ phản ứng k và năng lượng hoạt hóa E
Thời điể Thể tích Thời điể Thể tích
(ph it) NaOH dùng| Kt,(phút”) (phú) _ NaOH dung} Kr,(phút”)
Trang 3LAy trung binh: kr, = ————.— = 77.10 (phtit™)
- Năng lượng hoạt hóa của phản ứng:
- Tai thi nghiệm xác định ky, và ky, ta thay:
+ Các giá trị k tại cùng 1 nhiét độ chênh lệch nhau không quá nhiều, do đó phản ứng trong điều kiện thí nghiệm này tuân theo quy luật bậc | la hop ly
+ Khi nhiệt độ tăng, ta thấy hằng số tốc độ phản ứng tăng
T2-Ty —— 38-26 ————
“To #r; _ 10 _/1,7710-3
ky 3,02.10~4 với những phản ứng đồng thé, tiền hành ở khoảng nhiệt độ không quá lớn
Hệ số nhiệt độ: y = = 4,36 Diều nảy phù hợp với quy tắc Vant` Hoff đối
+ Gia tr Kp, va ky, tong đối nhỏ nên tốc độ phản ứng thủy phân este diễn ra khá chậm Vì vậy trong thực tế, để tăng hiệu suất phản ứng, ta cần tiễn hành ở nhiệt độ lớn (70 - 809C) và thực hiện trong thời gian dài (ít nhật 2 tiếng rưỡi)
- Kết quả của bài thí nghiệm mắc phải sai số ở những bước:
+ Xác định giá trị kạ,: do nhiệt độ của máy ôn nhiệt không 6n định trong quá trình làm thí nghiệm
+ Xác định V„: Do thời gian thí nghiệm có hạn nên phản ứng chưa thực sự đạt đến cân bằng Ngoài
ra V kha lon nên phải nạp dung dịch NaOH vào buret 2 lân đê chuân độ, do vậy làm tăng khả năng mắc sai sô
+ Sai số do thao thác thí nghiệm (lấy hóa chất, chuân độ, .) chưa chính xác
+ Sai số do làm tròn kết quả xử lý số liệu (không đáng kẻ)
- Biện pháp đề làm giảm sai số:
+ Phải để máy én nhiệt thực sự ồn định thì mới cho hóa chất vào bình nón rồi đặt vào máy ổn nhiệt
+ Tiến hành thí nghiệm xác định V„ một cách nhanh chóng đề thời gian thủy phân este đủ để cho phản ứng xảy ra hoàn toàn
+ Các bước chuẩn độ nên được thực hiện đồng thời ít nhất bởi 2 người để có thể so sánh, đối chiếu
kêt quả (do bước chuân độ thường mắc phải sai số)
+ Xử lý qua số liệu khi vừa thu được ngay khi đang làm thí nghiệm, từ đó đánh giá sơ bộ và loại bỏ những số liệu chưa phù hợp đê có thê kịp thời làm lại
Trang 49.3 Tra loi cau hỏi
Câu 1 Tai sao binh phan ing xdc dinh Veo phai dé 6 70 - 80°C ? Dé & nhiét dé throng sé thé nao ?
Tại sao phải lắp Ông sinh hàn hồi hưu vào bình phản ứng ?
- Đặc điểm của phản ứng thủy phân etylaxetat trong môi trường axit là phản ứng thuận nghịch, thu nhiệt, xảy ra với tốc độ chậm ở nhiệt độ thường Vì vậy để xác định Vœ, bình phản ứng phải đề ở 70
- 80°C đề làm tăng tốc độ phan ứng và làm cân bằng chuyên dịch theo chiều thuận
- Nếu đề ở nhiệt độ thường thì phản ứng vẫn diễn ra nhưng tốc độ phản ứng rất chậm, hiệu suất thấp
- Về nguyên tắc, giá trị V+ xác định lần sau phải bằng lần trước do phản ứng kết thúc, este coi như
bị thủy phân hoàn toàn nên lượng CHaOOOH không thay đôi theo thời gian
Câu 3: Giái thích tác dụng làm chậm phản ứng bằng 20 mk nước lạnh Tại sao phải "làm chậm"
phan ung ?
- Tốc độ của phản ứng thủy phân tăng khi nhiệt độ tăng Vì vậy khi thêm nước lạnh, nhiệt độ của hệ trong bình nón bị giảm xuông thập nên tộc độ của phản ứng xảy ra rất chậm (gần như không phản ứng), do đó nông độ của của các chất trong bình nón coi như được giữ nguyên không đôi
- Dựa vào kết quả thực nghiệm thu được, dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nồng độ theo thời
gian đối với các hàm số khác nhau
[nồng độ].[thời gian]~1
Hằng số tốc độ k: rồng đội = [thời gian] 1
Trang 5Năng lượng hoạt hóa Ea: [năng lượng] [mol] "1
Câu 6: 7rong bài này những sai số mắc phải ở những bước nào?
- Kết quả của bài thí nghiệm mắc phải sai số ở những bước:
+ Xác định giá trị kr,: do nhiệt độ của máy ồn nhiệt không ồn định trong quá trình làm thí nghiệm
+ Xác định V¿: Do thời gian thí nghiệm có hạn nên phản ứng chưa thực sự đạt đến cân bằng Ngoài
ra V kha lon nên phải nạp dung dịch NaOH vào buret 2 lân đê chuân độ, do vậy làm tăng khả năng mắc sai sô
+ Sai số do thao thác thí nghiệm (lấy hóa chất, chuẩn độ, ) chưa chính xác
+ Sai số do làm tròn kết quả xử lý số liệu (không đáng kê).
Trang 6BAO CAO THI NGHIEM Bài 2: PHƯƠNG PHÁP ĐIÊU CHÉ KEO VÀ NGHIÊN CỨU SỰ KEO TỤ
1 Họ tên Sinh viên Dương Hoàng Anh Nhóm: TNHD.CC2
Ngày làm thí nghiệm: 24/11/2022
2 Tên và chữ ký của giáo viên hướng dẫn:
3 Muc dich bài thí nghiệm:
Điều chế keo hydroxyt sắt (II) và xác định ngưỡng keo tụ với sự có mặt của những chất điện ly
4 Số liệu và kết quả thí nghiệm
4.1 Điểu chế keo
Kết quả quan sát điều chế keo hyđroxyt sắt (II): Ban đầu dung dịch FeCla có màu vàng, sau đó chuyên sang màu nâu đỏ của Fe(OH)a nhưng dung dịch vần trong, chứng tỏ hỉnh thành hệ keo 4.2 Xác định ngưỡng keo tụ
a Dung dịch chất điện ly KCI
Quan sát hiện tượng keo ty (cac éng 1,2,3,4,5,6)
Nông độ chất điện ly dùng đề keo tụ (C) =4N
Thé tích dung dịch chất điện ly được dùng (mL) (Vedi) = 2,5 ml
Thể tích tông cộng (mL) (Vic) = 6ml
Y = 1,67 (dlg/l)
b Dung dich chat dién ly NazSO,
Quan sát hiện tượng keo tụ
Dãy các ống 1.2.3.4 Dãy các ong 1’,2’, 3’, 4’
Neudng keo tu Y = 4.10% (dig/l) Ngưỡng keo tw” = 6.10% (dlg/l)
5 Nhận xét và trả lời câu hỏi
Nong độ chất điện ly dùng đề keo tụ (C) =0,0012N
Thé tích dung dịch chất điện ly được dùng (mL) —(V,4,) = 2,0 ml
Thể tích tông cộng (mL) (Vic) = 6,0 ml
_ 0,0012.2,0
60 k10 (dig L*)
Trang 7- Dãy các ống 1',2',3',4':
Nong độ chất điện ly dùng đề keo tụ (C) = 00018N
Thé tích dung dịch chất điện ly được dùng (mL) (V,„) = 2,0 mI
Thể tích tông cộng (mL) (Vic) = 6,0 ml
0,0018.2,0 = -4 -1
S0 O10 (dig L*)
Y =
5.2 Nhén xét két qua thi nghiém
- Từ ngưỡng keo tụ tính được, ta thay rằng chất điện ly NazSOa Có tác dụng làm keo tụ keo hydroxit sat tot hon so voi KCI (dieu này được giải thích do keo hydroxit sắt là keo dương, mà ion gây keo tụ
là SOa2 có điện tích lớn hơn CT)
- Tại thí nghiệm xác định ngưỡng keo tụ bằng dung dịch NaaSO¿, hai giá trị ngưỡng keo tụ thu được
không trùng khớp nhau do trong quá xác định ngưỡng keo tụ, nhiệt độ của keo hydroxit sắt giảm dân dân đên y thay đôi, tuy nhiên sự chênh lệch này là không đáng kê
5.3 Trẻ lời câu hỏi
Câu 1: Hệ keo có những đặc tính gì?
Hệ keo là một hệ phân tán, tạo thành từ một chất (chất phân tán) được chia nhỏ thành các hạt có kích thước khoảng 10-9 — 10-7 m và phân bó vào thẻ tích của một chất khác Dung dịch keo có nhiều điêm khác biệt so với dung dịch thực
- Tính chất động học phân tử:
+ Sự khuếch tán và chuyên động Brown: Các hạt keo chịu tác dụng va đập của các phân tử dung môi
do chuyên động nhiệt theo các hướng khác nhau và với các lực khác nhau Hạt có kích thước càng lớn thì quãng dịch chuyên càng nhỏ khi bị tác động của các phân tử dung môi Và ngược lại
+ Độ nhớt Của dung dịch keo: phụ thuộc vào nồng độ thẻ tích của pha phân tán
- Su sa lang của hệ keo: Mỗi tiêu phân phân tán trong hệ sẽ tham gia đồng thời 2 quá trình: quá trình khuếch tán và quá trình sa lắng dưới tác dụng của trọng lực
+ Áp suất thâm thấu của dung dịch keo: Hiện tượng thâm thâu xảy ra khi 2 dung dịch có nồng độ khác nhau, ngăn cách bởi mảng bán thâm Ấp SUât thâm thâu Của hệ keo nhỏ hơn nhiêu so với dung dịch thực vì số hạt keo của hệ keo nhỏ hơn rất nhiều SO Với Số hạt phân tán trong dung dịch thực
- Tính chất quang học của hệ keo:
+ Sự phân tán ánh sáng của hệ keo: Tia sáng, trên đường đi của nó gặp những hạt của pha phân tán, khi đó tùy thuộc vào độ dài bước sóng (2) và kích thước hạt mà hiện tượng xảy ra Rayleigh da gia thiết các hạt keo hình câu, không dân điện, phân tan trong dung dịch loãng, thiết lập phương trình về quan hệ giữa cường độ ánh sáng khuêch tán và các thông sô của hệ Phương trình Rayleigh cho phét giải thích được hiện tượng Tyndall, đồng thời là cơ sở của phương pháp phân tích quang học đê định lượng nông độ pha phân tan
+ Sự hấp thụ ánh sáng: Những hệ keo dẫn điện như keo kim loại thì hấp thụ ánh sáng mạnh Dưới tác dụng điện trường Của sóng ánh sáng, các tiêu phân xuất hiện dòng điện cảm ứng, do Vậy một phần ánh sáng tới bị hấp thụ và chuyên thành nhiệt
- Tính chất điện tích của hệ keo:
+ Các thí nghiệm về điện chảy, điện thâm, thế chảy và thế lắng cho thấy hạt keo có tích điện Nguyên nhân do hệ keo là hệ vi di thé (pha ran phan tan trong pha lỏng), trên bề mặt giới hạn tiếp xúc Của hạt rắn và pha lỏng xuất hiện một lớp điện tích kép Bề mặt tích điện âm hay dương là do pha rắn hấp phụ chọn lọc các ion trong dung dịch
Trang 8+ Do hạt keo tích điện nên xuất hiện một thế giữa điêm trên bè mặt trượt và điểm biên giới của lớp
khuéch tan, gọi là thê điện động É của hệ keo ảnh hưởng mạnh đến sự bên vững của hệ keo Cũng như sự chuyên động của nó trong các quá trình điện cực É chịu ảnh hưởng của các yêu tô như nhiệt
độ, pH, sự pha loãng, chất điện ly Do vậy các yêu tô này ảnh hưởng đến độ bên Của hệ keo
- Sự keo tụ của hệ keo:
+ Là quá trình làm giảm độ phân tán của pha phân tán dưới tác động của các yếu tô khác nhau dẫn
đến hệ keo bị phân riêng thành 2 pha được gọi là Sự keo tụ
+ Có thê gây keo tụ bằng cách thay đối nhiệt độ, tác động cơ học (khuấy trộn, ly tâm) và đặc biệt là thêm chất điện ly Chất điện ly làm giảm thé điện động của hệ keo, tạo điều kiện thuận lợi cho các hạt keo tiến lại gần nhau làm cho lực liên kết phân tử thắng được lực đây tĩnh điện, nên các hạt keo
có thẻ liên kết dính lại với nhau thành một tập hợp lớn hơn để dẫn đến sự keo tụ
Cau 2: Viet cấu tạo mixen của keo hvdroxvt sắt
- Keo hydroxit sat (III) trong bài thí nghiệm được điều chế bằng cách thủy phân FeCla trong nước: FeCl3 + 3H20 — Fe(OH)s + 3HCI
Do tich sé tan cha Fe(OH)s3 nho, phan ứng trên là thu nhiệt nên FeCls bị thủy phân mạnh trong nước
ở nhiệt độ cao Kêt quả là thu dugc hon hop gom Fe(OH)s ran, Fe**, H*, CI, trong nước
- Cầu tạo mixen của keo: {[mFe(OH)z.nFe2*.3(n-x)CI]°**3xGI}
—> Keo hydroxit sắt (III) là keo dương
Câu 3: Giái thích tác dựng của muối NaaSOAa và KCI đối với sự keo tị của keo bydroxvi sắt
- Đối với hệ keo hydroxit sat, Na2SO4 va KCI là các chất điện ly tro, khi hòa tan trong nước phân ly thành ion:
NaaSOa —› 2Na" + SO,
KCI > K* + Cr
- Keo hydroxit sắt là keo đương nên sự keo tụ gây ra bởi ion ngược dấu với điện tích của keo, là ion
CT và SOx?
- Khi thêm NazSOx và KOI vào, nồng độ chất điện ly tăng làm bẻ dày của lớp khuéch tán và thé điện
động É giảm, các 1on đôi trong lớp khuêch tán bị ép vào trong lớp hập phụ làm trung hòa điện tích của hạt keo, do đó lực đây của các hạt keo giảm, không thăng được lực hút giữa các hạt keo Lúc này các
hạt keo liên kết lại với nhau đê giảm diện tích bê mặt phân chia
Câu 4: Ngưỡng keo tụ phụ thuộc vào những vễu tô gì và phụ thuộc như thế nào?
- Ngưỡng keo tụ phụ thuộc vào:
+ Nhiệt độ: Khi nhiệt độ tăng, các ion tạo thế bị khử hấp phụ, chuyên động Brown tăng, các hạt keo
Có xu hướng tập hợp lại nên ngưỡng keo †ụ giảm Khi giảm nhiệt độ hệ keo, độ tan của các chât giảm
dân tới sự quá bão hòa, quá trình keo tụ dễ dàng nên ngưỡng keo tụ giảm VÌ vậy nhiệt độ ảnh hưởng
tới ngưỡng keo tụ tùy thuộc vào môi hệ keo cụ thê
+ Tác động cơ học (khuáy trộn, ly tâm ) làm tăng chuyên động Brown, các hạt keo lại gần nhau hơn làm giảm độ bên hệ keo nên ngưỡng keo tụ giảm
+ Điện tích của ion gây keo tụ: điện tích của ion gây keo tụ càng lớn, khả năng keo tụ càng dễ dàng nên ngưỡng keo tụ giảm và ngược lại
+ Bản chất môi trường phân tán, pH: ảnh hưởng tới lớp điện tích kép của keo nên ảnh hưởng tới ngưỡng keo tu
Trang 9BAO CAO THI NGHIEM Bai 3: HAP PHU
Nhóm: TNHD.CC2
Mã lớp: 726283
1 Họ tên Sinh viên Dương Hoàng Anh
MSSV: 20201343
Ngày lam thí nghiệm: 24/11/2022
2 Tên và chữ ký của giáo viên hướng dẫn:
3 Muc dich bài thí nghiệm:
Dùng phương pháp đo sức căng bê mặt (SCBM) của dung dịch để nghiên cứu sự hấp phụ trong
Ta = 8,79.10° (mol-g *) Knap phy = 5,73 (L-mol*)
5 Nhận xét kết quả và trả lời các câu hỏi:
5.1 Xử lý số liệu
5.1.1 Xác định nồng độ ancol butylic sau hấp phụ
- Từ bảng 1, xây dựng đồ thị đường chuẩn h — © giữa chiều cao cột nước và nông độ CaHsOH
- Từ giá trịh' là chiều cao cột nước ứng với các dung dịch sau hấp phụ, ta dựa vào đường chuẩn tìm được C' là nông độ của các dung dịch sau khi hâp phụ
Trang 100.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250
Trang 11- Bài thí nghiệm mắc phải một Vài sai số do những nguyên nhân sau:
+ Sai số khi xác định và đọc chiều cao h: do chất lỏng di chuyên trong ống manomet khá nhanh, các vạch chia đơn vị trên thước sát nhaugây ra khó khăn trong quá trình
+ Việc xây dựng đường chuẩn h — C chỉ từ 5 số liệu (nước cất và 4 dung dịch ancol butylic nông độ khác nhau) nên chưa thê xác định đường chuẩn một cách chính xác nhất, dẫn đến sai số khi xác định nồng độ các dung dịch sau hấp phụ
3.3 Trả lời câu hỏi
Câu 1: Tại sao trong guá trình thực nghiệm phải giữ nhiệt độ Ôn định và phải đảm bảo nhiệt độ các bình hấp phụ và nhiệt đồ các dung dịch là như nhau?
- Trong bài thí nghiệm †a nghiên cứu quá trình hấp phụ theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir DO
K và Lx là các đại lượng phụ thuộc vào nhiệt độ, nên nếu nhiệt độ thay đối hăng số hấp phụ và độ hấp phụ cực đại cũng thay đối theo, dẫn đến kết quả không chính xác Vì vậy phải đảm bảo nhiệt độ
ở các bình hấp phụ là như nhau
- Ngoài ra sức căng bề mặt của dung dịch cũng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ (thông thường khi nhiệt độ tăng, sức căng bê mặt của dung dịch giảm) Do chiều cao h tỉ lệ với sức căng bề mặt (h = K'.ø) nên khi nhiệt độ thay đối, chiều cao h cũng thay đối theo, dẫn đến việc xây dựng đường chuẩn không
chinh xác Vì vậy nhiệt độ cần được giữ ôn định trong quả trình đo chiều cao h
Câu 2: Giải thích xem khi cho than vào dung dịch, quá trình chuyền địch chất tan CaHsOH dân đến thay đổi sức căng bề mặt như thê nào?
- C4HgOH là một chất hoạt động bề mặt, khi tan trong nước làm giảm sức căng bề mặt của nước Nông độ CaHạOH cảng cao, độ giảm sức căng bề mặt cảng lớn CạHạOH có 1 nhóm -OH liên kết hidro với nước (nhóm ưu nước) và 1 gốc hidrocacbon -C4H9 kị nước Trong nước các phân tử CuHạOH có xu hướng tập trung ở bề mặt phân chia pha lỏng — khí, đầu -OH hướng vào nước, đầu CaHs phân tán trong pha khí CaHsOH chiếm chỗ phân tử HzO ở bề mặt phân chia pha, làm giảm
diện tích bề mặt của nước, do đó làm giảm sức căng bề mặt
- Khi đưa chất hấp phụ rắn (than hoạt tính) vào dung dịch xảy ra quá trình hấp phụ phân tử rượu vào than hoạt tính làm nồng độ CaHạOH giảm, do đó sức căng bê mặt tăng
Cau 3: Manomet (9) trong dụng cụ đo có thể đặt nghiêng Đặt nghiêng có lợi gì?
Ông manomet có thê đặt thắng đứng hoặc đặt nghiêng do áp suất của bọt khí chỉ phụ thuộc vào độ chênh chiều cao giữa hai mức chất lỏng theo phương thắng đứng Khi đặt nghiêng, chênh lệch độ dài giữa hai mức chất lỏng (h`) theo chiều dài ống tăng , tuy nhiên chênh lệch chiều cao giữa hai mức chat long (h) theo phương thăng đứng luôn không đổi Trong quá trình thí nghiệm ta xác định được giá trị h', do đặt nghiêng nên h' >h, vì vậy ta có thẻ giảm được sai Số tương đối trong quá trình đo