Báo cáo thí nghiệm hóa Đại cương

Thí nghiệm 1: Nhiệt dung của nhiệt lượng kế Đặt ống đong trên mặt phẳng cố định rồi cho nước cất vào đặt mắt phải ngang với vạch 50ml và mặt cong nhất phải chạm vạch 50 → cho vào cốc cắ

1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

BÁO CÁO

THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

GVHD : Đặng Bảo Trọng

Lớp: L18

Sinh viên thực hiện

STT HỌ VÀ TÊN MSSV

2

LỜI NÓI ĐẦU

BÀI 2: NHI T PHỆ ẢN ỨNG 4

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 10

BÀI 8: PHÂN TÍCH TH TÍCH Ể 14

3

LỜI NÓI ĐẦU

Lời đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường Đại học Bách Khoa -ĐHQG TP.HCM đã đưa môn Thí nghiệm Hóa đại cương vào chương trình giảng dạy Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảng viên bộ môn là thầy Đặng Bảo Trọng đã giảng dạy, truyền đạt cho chúng em những kiến thức quý báu trong những ngày qua Trong suốt thời gian tham gia lớp học của cô, chúng em tự thấy bản thân mình tư duy hơn, học tập càng thêm nghiêm túc và hiệu quả Đây chắc chắn là những tri thức quý báu, là hành trang cần thiết cho chúng em sau này

Được sự phân công của giảng viên bộ môn, cùng với những kiến thức tích lũy được trong quá trình học tập, chúng em xin trình bày các bài thí nghiệm số ,4 và 8 Qua việc thực 2 hiện bài báo cáo này, nhóm chúng em đã biết thêm rất nhiều kiến thức mới lạ và bổ ích

Do vốn kiến thức của chúng em vẫn còn hạn chế nên mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng chắc chắn khó 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!

4

I Tiến trình thí nghiệm

1 Thí nghiệm 1: Nhiệt dung của nhiệt lượng kế

Đặt ống đong trên mặt phẳng cố định rồi cho nước cất vào (đặt mắt phải ngang với vạch 50ml và mặt cong nhất phải chạm vạch 50) → cho vào cốc cắm nhiệt kế và đo nhiệt độ t1 → lấy ống đông lấy tiếp 50ml nước nóng (đúng thể tích) và cho vào bình nhiệt lượng kế cắm nhiệt kế và

đo nhiệt độ t2 → rửa và lau khô nhiệt kế để trả về nhiệt độ phòng (không được thiếu bước này) →

mở nút ra lắp phễu rót phần nước nguội trong cốc vào trong bình nhiệt lượng kế rồi lấy phễu ra lắp nhiệt kế lên lắc đều cho nước nóng và nước thường trao đổi nhiệt và xác định nhiệt độ t→ 3

(thí nghiệm làm một lần)

2 Thí nghiệm 2: Nhiệt trung hòa HCl và NaOH

Đầu tiên rửa cây buret, cây buret nào chứa hóa chất nào thì tráng bằng hóa chất đó → đóng khóa buret bằng tay trái đổ hóa chất lên đầy cây buret và chỉnh cây buret (phải làm hết bọt khí và chỉnh buret về 0) mở khóa buret chứa dung dịch NaOH (lấy 25ml, chú ý không xả hết → cây buret)

→ cắm nhiệt kế vào cốc chứa NaOH xác định nhiệt độ t1 → lấy bình nhiệt lượng kế ra cho dưới cây HCl, lấy 25ml dung dịch HCl cho vào bình nhiệt lượng kế rửa và lau khô, trả nhiệt kế về → nhiệt độ phòng rồi mới cắm vào bình nhiệt lượng kế đo nhiệt độ t2 → lắp phễu lên rót phần NaOH

từ trong cốc vào trong bình nhiệt lượng kế, lấy phễu ra và đóng nút lại, lắc đều lên đo nhiệt độ t3

(thí nghiệm làm hai lần)

3 Thí nghiệm 3: Nhiệt hòa tan CuSO4 khan (lưu ý CuSO dễ hút4 ẩm)

Dùng ống đong lấy 50ml nước cất cho vào bình nhiệt lượng kế, cắm nhiệt kế vào đo nhiệt

độ t1 → cân nhanh gần bằng 4g CuSO4 khan, ghi lại khối lượng đó mở hẳn nắp bình nhiệt lượng →

kế, trút phần chất rắn vào đậy nắp lại, lắp nhiệt kế và lắc đều (nhiệt tỏa ra là nhiệt hòa tan của → CuSO4 vào nước), xem nhiệt độ lên cao nhất (cực đại) rồi sau đó giảm lấy nhiệt độ cao nhất (cực đại) là t2 (thí nghiệm làm hai lần)

4 Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan NH4Cl

Dùng ống đong lấy 50ml nước cất cho vào bình nhiệt lượng kế cắm nhiệt kế vào và đo nhiệt độ t1 → cân nhanh gần bằng 4g NH4Cl và ghi lại khối lượng đó mở hẳn nắp bình nhiệt → lượng kế ra và trút phần chất rắn vào đậy nắp lại, lắp nhiệt kế lên và lắc đều (nhiệt tỏa ra là → nhiệt hòa tan của NH4Cl vào nước), xem nhiệt độ lên cao nhất (cực đại) rồi sau đó giảm lấy nhiệt

là t2 (thí nghiệm làm hai lần)

5

II Kết quả thí nghiệm:

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

- Ta cĩ:

50( ) 1( )

cal c

g độ

50.1 50(cal)

m c

độ

- Ta lại cĩ :

0 1 0 2

0

31 57 45

0 0

57 45

m c m c

2 Thí nghiệm 2: Xác định phản ứng nhiệt của phản ứng trung hịa HCL và NaOH:

.

NaCl M

cal C

g độ NaCl.0,5M 1,02( / g mol )

- nNaCl.0,5M 0,05.0,5 0,025( mol ) m c0.0tb 5( cal độ / )

- VNaOH 25 ml VHCl 25 ml

1

2

3

( )

trungbình

- Tính giá trị:

6

• m = ( V NaOH V HCl) 1,02=(25+25).1,=50(g)

• Q = ( 0 0 ).(3 1 2)

2

t t

m c m c t = (8,33 50).(37 31 31)

2 =309,23

0,025

Q H

n

0

H nên phản ứng là phản ứng tỏa nhiệt

( tính tốn tương tự trong các lần thí nghiệm 2 và 3)

3 Thí nghiệm 3: Nhiệt hịa tan của CuSO khan – kiểm tra định luật Hess 4

- Ta cĩ:

4

4

4

2

1( / ) 4( ) 0,025( ) 50( )

CuSO CuSO CuSO

H O

m c cal g độ

1

2

tb

- Với

4

50 4 54( )

4 0,025 160

CuSO

n

- Ta cĩ: Q ( m c0 0 m c ) t (5 54.1).8 472(cal )

0,025

Q

n

7

0

H nên phản ứng tỏa nhiệt

( tính tốn tương tự cho lần 2 và lần 3)

4 Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hịa tan của NH Cl : 4

- Ta cĩ:

4

4

4

0 0

1( / )

53,5 4( ) 5( / )

NH Cl

NH Cl

NH Cl

m c cal g độ

1

2

tb

- Với m=50+4=54(g)

- Q ( m c0 0 m c ) t (5 54) 4 236( )cal

0,075

Q

n

0

H nên là phản ứng tỏa nhiệt

(tính tốn tương tự cho lần 2 và lần 3)

III Trả lời câu hỏi:

1 H tbcủa phản ứng HCl NaOH NaCl H O sẽ được tính theo số mol HCl hay 2

NaOH khi cho 25ml dd HCl 2M tác dụng với 25ml dd NaOH 1M? tại sao?

Trả lời:

8

• Ta có : 1.0,025 0,025

2.0,025 0,05

NaOH HCl

0,025 0,05

HCl dö H tbđược tính dựa trên số mol của NaOH Vì lượng HCl dư không tham gia phản ứng trên nên không sinh nhiệt

2 Nếu thay HCl 1M bằng HNO3thì kết quả thí nghiệm có thay đổi gì không?

Trả lời:

• Nếu thay HCl bằng HNO thì thí nghiệm 2 không có gì thay đổi 3 vì HCl và HNO đều là 3

axit mạnh phân lý hoàn toàn và HNO tác dụng với NaOH là phản ứng trung hòa.3

3 Tính H3bằng lý thuyết theo đinh luật Hess So sánh với kết quả thí nghiệm Hãy xem

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

o Mất nhiệt do nhiệt lượng kế

o Do nhiệt thiết kế

o Do dụng cụ đong thể tích hóa chất

o Do cân

o Do sunfat đồng bị hút ẩm

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

Theo em, sai số nào là quan trọng nhất? còn nguyên nhân nào khác không?

Trả lời:

- Theo định luật Hess:

- Theo thực nghiệm: H3tn 16052,4(cal mol / )

Có sự chênh lệch quá lớn giữa thực nghiệm và lý thuyết

9

➢ Theo chúng em, mất nhiệt do nhiệt lượng kế là quan trọng nhất Vì trong quá trình làm thí nghiệm thao tác không chính xác, nhanh chóng dẫn đến thất thoát nhiệt ra môi trường bên ngoài

➢ CuSO khan dễ hút ẩm, trong quá trình cân và đưa vào thí nghiệm không nhanh khiến 4

cho đồng sunfat bị hút ẩm ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm

10

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

I/ Thực hành

1 Xác đị nh b c ph n ứng theo 𝐍𝐚 ậ ả 𝟐 𝟐𝐒 𝐎 𝟑

Chuẩn b ị 3 ống nghi m chệ ứa 𝐻2𝑆𝑂4 và 3 bình tam giác chứa Na2S2O3 và 𝐻2𝑂 theo bảng sau:

TN Ống nghiệm V(ml)

𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒 0,4M

Erlen V(ml) 𝐍𝐚𝟐𝐒𝟐𝐎𝟑

0,1M

V(ml)

𝑯𝟐𝑶

- Dùng Pipet vạch lấy axit cho vào ống nghiệm

- Dùng Buret cho nước vào 3 erlen

- Tráng Buret bằng Na2S2O3 0,1M rồi tiếp tục dùng Buret cho Na2S2O3 vào 3 Erlen

- Lần lượt cho phản ứng từng cặp ống nghiệm và Erlen như sau:

✓ Đổ nhanh axit trong ống nghiệm vào erlen

✓ Bấm đồng hồ ( khi 2 dung dịch tiếp xúc nhau)

✓ Lắc nhẹ, sau đó để yên quan sát, khi thấy dung dịch chuyển sang đục thì bấm đồng

hồ Lặp lại thí nghiệm lấy giá trị trung bình

2 Xác đị nh b c ph n ứng theo ậ ả 𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒

Thao tác tương tự phần 1 với lượng axit và Na2S2O3 theo bảng sau:

TN Ống nghiệm V(ml)

𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒 0,4M

Erlen V(ml) 𝐍𝐚𝟐𝐒𝟐𝐎𝟑

0,1M

V(ml)

𝑯𝟐𝑶

11

II Kết quả thí nghiệm.

1 B c phậ ản ứng theo 𝐍𝐚𝟐𝐒𝟐𝐎𝟑

TN Nồng độ ban đầu (M)

- Ta có:

1 2

log( )

log(2)

t t m

- Từ TN1 và TN2 ta có:

1 2 1

125

62 1,012 log(2) log(2)

tb tb

t t m

- Từ TN1 và TN3 ta có:

2 3 2

62

33,5 0,888 log(2) log(2)

tb tb

t t m

Na S O

2 Bậc phản ứng theo H SO : 2 4

TN Nồng độ ban đầu (M)

𝐍𝐚𝟐𝐒𝟐𝐎𝟑 𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒

- Ta có:

1 2

log( )

log(2)

t t m

12

- Từ TN1 và TN2 ta có:

1 2 1

58,5

log(2) log(2)

tb tb

t t m

- Từ TN1 và TN3 ta có:

2 3 2

52 log( ) log( )

43 0,27 log(2) log(2)

tb tb

t t m

H SO

III Trả lời câu hỏi:

1 Trong TN trên, nồng độ của Na S O và 2 2 3 H SO2 4đã 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 Na S O2 2 3 tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng Nồng độ của H SO hầu như 2 4

không ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng

- Biểu thức tính vận tốc: V = k [Na S O ]2 2 30.888 [H SO ]2 4 0.153

- Bậc phản ứng: 0.888 + 0.153 = 1.041

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

Na S O2 2 3 H SO2 4 Na SO2 4 H S O2 2 3 (1)

H S O2 2 3 H SO2 3 S (2)

D a vào kự ết quả thí nghi m có th kệ ể ết luận ph n ng (1) hay (2) là ph n ng quyả ứ ả ứ ết định

v n tậ ốc phả ứn ng t c là ph n ng x y ra ch m nhứ ả ứ ả ậ ất hay không? Tại sao? Lưu ý trong các thí nghiệm trên, lượng axit 𝐻2𝑆𝑂4 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

13

phản ứng (2) là phản ứng quyết định tốc độ phản ứng

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 c

t

vì c 0( biến thiên nồng độ của lưu huỳnh không đáng kể trong khoảng thời gian t) nên vận tốc trong các thí nghiệm trên được xem là vận tốc tức thời

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

sao?

Trả lời:

- Thay đổi thứ ự t cho 𝐻2𝑆𝑂4 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 phụthuộc vào thứ tự chất phảnứng

14

I THÍ NGHIỆM:

1. Thí nghiệm 1:

- Xây dựng đường cong chuẩn độ axit mạnh bằng một bazo mạnh dựa theo bảng:

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

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

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

• Bước nhảy pH 10,2

• Điểm tương đương: pH tb 7

2 Thí nghiệm 2:

15

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

- Dung buret 10 ml lấy 10 ml dung dịch HCl chưa rõ nồng độ vào erlen 150 ml, thêm 10 ml nước cất và 2 giọt phenolphthalein

- 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 nhật bền thì khóa buret Đọc thể tích dung dịch NaOH đã dung

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

- Bảng số liệu:

L n ầ V HCl( )ml V NaOH( )ml C NaOH( )N C HCl( )N Sai số

3 1

1 1 (0,107 0,108 0,107) 0,1073( )

HCl HCl i

- Ta tính được sai số tuyệt đối của mỗi lần đo theo công thức:

HCl i HCl i HCl

C C C các giá trị sai s ố được thể hiện bở ảng trên

- Sai số trung bình:

3 1

1 1 (0,0003 0,0007 0,0003) 0,0004( )

HCl HCl i

- Suy ra, nồng độ HCl cần dung là :

0,1073 0,0004( )

HCl

3 Thí nghiệm 3:

- Tiến hành tương tự thí nghiệm 2 nhưng thay chất chỉ thị phenolphthalein bằng metyl da cam Màu dung dịch đổi từ đỏ sang cam

L n ầ V HCl( )ml V NaOH( )ml C NaOH( )N C HCl( )N Sai số

3 1

1 1 (0,107 0,106 0,107) 0,1067( )

HCl HCl i

- Ta tính được sai số tuyệt đối của mỗi lần đo theo công thức:

HCl i HCl i HCl

C C C các giá trị sai s ố được thể hiện bở ảng trên

- Sai số trung bình:

3 1

1 1 (0,0003 0,0007 0,0003) 0,0004( )

HCl HCl i

16

- Suy ra, nồng độ HCl cần dung là :

0,1067 0,0004( )

HCl

4 Thí nghiệm 4:

- Tiến hành tương tự thí nghiệm 2 nhưng thay chất dung dịch HCl bằng CH COOH Làm thí 3

nghiệm 2 lần với lần đầu dung chất chỉ thị phenolphtalein, lần sau dùng metyl da cam 4a Chuẩn độCH COOH v i phenolphthalein: 3 ớ

L n ầ

CH COOH

V ml V NaOH( )ml C NaOH( )N C CH COOH3 ( )N Sai số

3 1

CH COOH CH COOH i

- Ta tính được sai số tuyệt đối của mỗi lần đo theo công thức:

CH COOH i CH COOH i CH COOH

C C C các giá trị sai s ố được thể hiện bở ảng trên

- Sai số trung bình:

3 1

CH COOH CH COOH i

- Suy ra, nồng độ HCl cần dung là :

3 0,1083 0,0004( )

CH COOH

4b Chuẩ n đ ộCH COOH v i metyl da cam: 3 ớ

L n ầ

CH COOH

V ml V NaOH( )ml C NaOH( )N

CH COOH

II TRẢ LỜI CÂU HỎI:

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 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

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) nên thí nghiệm 2 (Phenol phtalein) sẽ cho kết quả chính xác hơn

17

3. Từ kết quả thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit axetic bằng chỉ thị màu

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 - -yếu tác dụng với bazơ mạnh)

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 thỉ kết quả vẫn không thay đổi vì bản chất phản ứng không thay đổi, vẫn là phản ứng trung hòa và chất chỉ thị cũng sẽ đổi màu tại điểm tương đương

-HẾT -