Báo cáo thí nghiệm hóa Đại cương 45

Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế  Bước 1: Lấy ống đong 50ml nước cất ở nhiệt độ phòng cho vào becher và dùng nhiệt kế đo nhiệt độ t.. Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứn

Trang 1

Thành phố Hồ Chí Minh – 2023

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

Trang 2

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG P06 - NHÓM 8

LỜI MỞ ĐẦU

“Học luôn đi đôi với hành” Chỉ có thực hành mới khiến cho con người hiểu lý thuyết nhanh chóng và thấu đáo hơn Giáo dục cần kết hợp lớp học hoặc sách giáo khoa giảng dạy với các thí nghiệm Vì vậy, môn Thí nghiệm Hóa đại cương là một phương thức hiện thực hoá nền tảng lý thuyết môn Hóa học

Thí nghiệm hóa đòi hỏi con người cần phải tiếp cận chúng theo một cách mới mẻ, phải tìm hiểu các phương pháp và quy trình khác nhau Chúng ta được sử dụng các công cụ và thử nghiệm với các kỹ thuật khác nhau Khi thực hiện các thí nghiệm, ta phải xem xét chúng chặt chẽ, học được cách lập luận khoa học, phát triển lý luận logic và trả lời các nhận xét phân tích Tất cả điều đó giúp chúng ta nâng cao chất lượng học tập, cải thiện kỹ năng làm việc, tư duy và chất lượng nghiên cứu khoa học ngày càng toàn diện, ngày càng phát triển hơn

Cùng đồng hành với chúng em trong môn học này là giảng viên hướng dẫn – cô

Trần Thị Thanh Thúy Dù chỉ có vỏn vẹn 4 tuần, cô đã để lại ấn tượng sâu sắc

trong lòng chúng em Cô luôn mang lại cho lớp một không khí thoải mái khi học tập, thực hành thí nghiệm Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn cô vì đã tận tình truyền đạt kiến thức cũng như giải đáp những thắc mắc của chúng em trong những buổi học vừa qua

Bài báo cáo lần này nhóm chúng em đã dành rất nhiều tâm huyết để thực hiện Đây cũng là bài đầu tiên của chúng em, nên khó tránh khỏi còn một vài sai sót Vì thế nhóm chúng em mong nhận được sự góp ý từ cô để chúng em ngày càng hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Trang 3

2

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU……… 1

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG……… 3

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM………3

II CÁCH TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM……… 3

III KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM……… 4

IV TRẢ LỜI CÂU HỎI……… 7

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG……… 9

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM……….………… 9

II CÁCH TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM……… 9

III KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM……….10

BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH……… 12

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM……… 12

II CÁCH TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM……….12

III KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM……….13

Trang 4

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG

Ngày thí nghiệm: Thứ ba, ngày 10 tháng 10 năm 2023

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

- Đo hiệu ứng nhiệt của các phản ứng khác nhau

- Kiểm tra lại định luật Hess

II CÁCH TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

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

 Bước 1: Lấy ống đong 50ml nước cất ở nhiệt độ phòng cho vào becher và dùng nhiệt kế đo nhiệt độ t 1

 Bước 2: Dùng ống đong tiếp 50ml nước nóng (60-70°∁) và cho vào bình nhiệt lượng kế, sau khi đợi nước truyền ra bình nhiệt (khoảng 2 phút) thì dùng nhiệt

kế đo nhiệt độ t 2

 Bước 3: Tráng nước cất và lau khô nhiệt kế, đợi nhiệt kế trả về nhiệt độ phòng

 Bước 4: Dùng phễu đổ nhanh 50ml nước cất nhiệt độ phòng ở bước 1 vào bình nhiệt lượng kế chứa 50ml nước nóng, lắc nhẹ và đo nhiệt độ t đến khi 3

nhiệt độ không đổi (khoảng 2 phút)

2 Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa dung dịch HCl và

NaOH

 Bước 1: Dùng buret lấy 25ml dung dịch NaOH 1M cho vào becher 100ml để bên ngoài nhiệt độ phòng và đo nhiệt độ t 1

 Bước 2: Dùng buret lấy 25ml dung dịch HCl 1M cho vào bình nhiệt lượng kế

và đo nhiệt độ t2 .

 Bước 3: Tráng nước cất và lau khô nhiệt kế, đợi nhiệt kế trả về nhiệt độ phòng

 Bước 4: Dùng phễu đổ nhanh becher chứa 25ml dung dịch NaOH đã chuẩn bị vào bình nhiệt lượng kế chứa dung dịch HCl và lắc nhẹ Đợi khoảng 2 phút và thấy nhiệt độ không biến động nhiều thì lấy nhiệt độ tại thời điểm đó là t 3

3 Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan của CuSO khan4

 Bước 1: Dùng ống đong lấy 50ml nước cất và cho vào nhiệt lượng kế đo nhiệt

độ t 1

 Bước 2: Cân khoảng 4,0 gam CuSO khan và nhanh cho vào nhiệt lượng kế 4

(thao tác nhanh vì CuSO dễ bị hút ẩm trong không khí) 4

 Bước 3: Lắc đều và đo nhiệt độ t trong nhiệt lượng kế 2

Trang 5

4

4 Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan của NH Cl khan (các bước tương tự CuSO ) 4 4

 Bước 1: Dùng ống đong lấy 50ml nước cất và cho vào nhiệt lượng kế đo nhiệt

độ t 1

 Bước 2: Cân khoảng 4,0 gam NH Cl khan và nhanh cho vào nhiệt lượng kế 4

 Bước 3: Lắc nhẹ và đo nhiệt độ t trong nhiệt lượng kế 2

III KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

1 Thí nghiệm 1

 Công thức tính toán

 Ta có: m = 50 (g)

c = 1 (cal/g.độ)

=> mc = 50 (cal/độ)

Trong đó:

mc: nhiệt dung của dung dịch trong nhiệt lượng kế (cal/ độ)

m: khối lượng dung dịch 50ml của nước (g)

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

 Lần 2

moco = mc(   )(    )

    =mc()()() = 9,1 (cal/độ) Trong đó:

t 1: nhiệt độ phòng của nước ( o C)

t 2: nhiệt độ của nước 64 C trong nhiệt lượng kế sau 2 phút o ( o C)

t 3: nhiệt độ sau khi cho nước ở nhiệt độ phòng vào nước có nhiệt độ

t2 trong nhiệt lượng kế sau 2 phút ( o C)

m o c o: nhiệt dung của nhiệt lượng kế (cal/ độ) (0<moco<10)

 Kết quả thu được

Trang 6

 mddNaCl = (VNaOH + V ) × DHCl NaCl

= (25 + 25) × 1,02

= 51 (g)

Trong đó:

D NaCl = 1,02 (g/ml) : khối lượng riêng của dung dịch muối

 Q = (m + mc) × ∆t oco

Nếu t = t thì ∆t tính bằng hiệu số giữa t và t (hoặc t ) 1 2 3 1 2

⇒ Q = (m + mc) × (t – t ) oco 3 1 (cal)

Nếu t ≠ t thì t tính bằng hiệu số giữa t và 1 2 ∆ 3    



⇒ Q = (m + mc) × (t – oco 3    

 ) (cal)

Trong đó:

t 1 : nhiệt độ NaOH ( o C)

t 2: nhiệt độ khi cho HCl vào nhiệt lượng kế ( o C)

t 3 : nhiệt độ khi đổ NaOH vào HCl và lắc nhẹ ( o C)

c NaCl = 1 (cal/g.độ): nhiệt dung riêng của dung dịch muối 0,5M

m o c o 9,1  (cal/độ): nhiệt dung của nhiệt kế

 Thể tích của HCl và NaOH bằng 25ml, nồng độ mol là 1M suy ra số mol 2 chất là:

n = V × C = 0,025×1 = 0,025 M (mol)

Phương trình: NaOH + HCl NaCl + H2O →

Ban đầu 0,025 0,025

Phản ứng 0,025 0,025 0,025 0,025

Sau phản ứng 0 0 0,025 0,025

 ∆𝐻 = − (cal/mol)

Trang 7

6

 Q = (m + moco ddCuSO4c) × (t – t ) 2 1 (cal)

 ∆𝐻 = − (cal/mol)

 Số mol CuSO là n4 CuSO4 = 

 = 0,025 (mol)

 Khối lượng dung dịch CuSO : m4 ddCuSO4 = mCuSO4 + mH2O

Trong đó:

t 1: nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế ( C) o

t 2: nhiệt độ sau khi cho CuSO vào nhiệt lượng kế 4 ( C) o

c CuSO4 1  (cal/g.độ): nhiệt dung riêng của CuSO 4

m o c o  9,1 (cal/độ): nhiệt dung của nhiệt kế

 Q = (m + moco ddNH4Clc) × (t – t ) 2 1 (cal)

 ∆𝐻 = − (cal/mol)

 Số mol NH4Cl là: nNH4Cl = 0,075 (mol)

 Khối lượng dung dịch NH Cl: m4 ddNH4Cl = mNH4Cl + mH2O

Trong đó:

t 1: nhiệt độ của nước trong nhiệt lượng kế ( C) o

Trang 8

t 2: nhiệt độ sau khi cho NH Cl vào nhiệt lượng kế 4 ( C) o

c NH4Cl 1  (cal/g.độ): nhiệt dung riêng của NH Cl 4

m o c o  9,1 (cal/độ): nhiệt dung của nhiệt kế

t 1 28 27,5

II TRẢ LỜI CÂU HỎI

1 ∆H th của phản ứng HCl + NaOH NaCl + H O sẽ được tính theo số mol → 2

HCl hay NaOH khi 25 ml dung dịch HCl 2M tác dụng với 25 ml dung dịch NaOH 1M? Tại sao?

nHCl = 0,025 × 2 = 0,05 (mol)

naOH = 0,025 × 1= 0,025 (mol)

HCl + NaOH → NaCl + H O 2

Ban đầu: 0,05 0,025

Phản ứng: 0,025 0,025 0,025 0,025

Sau phản ứng: 0,025 0 0,025 0,025

Ta thấy nHCl > nNaOH → NaOH phản ứng hết và HCl còn dư

→ ∆H phản ứng được tính dựa trên số mol chất phản ứng nên sẽ được tính theo số tb

mol NaOH Lượng dư HCl dư không tham gia phản ứng nên không sinh ra nhiệt

2 Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 có thay đổi hay không?

Kết quả thí nghiệm 2 không thay đổi vì HNO cũng là một axit mạnh, phân li hoàn 3

toàn:

HCl → H + Cl + –

HNO3 → H + NO3 + –

Trang 9

8

Đồng thời tác dụng với NaOH cũng là một phản ứng trung hòa

H+ + OH → H O - 2

Sau khi thay công thức Q = mc∆t có mc đều có thay đổi, nhưng ở đại lượng m, c, ∆t

sẽ biến đổi đều cho Q không đổi suy ra ∆H cũng không đổi

3 Tính ∆H bằng lý thuyết theo định luật Hess So sánh với kết quả thí nghiệm 3

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

- Mất nhiệt do nhiệt lượng kế

- Do nhiệt kế

- Do dụng cụ đong thể tích hóa chất

- Do cân

- Do sunfat đồng bị hút ẩm

- Do lấy nhiệt lượng 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?

Theo định luật Hess: ∆H = ∆H + ∆H = -18,7 + 2,8 = -15,9 3 1 2 (kcal/mol)

Theo thực nghiệm: ∆H = -13,243 3 (kcal/mol)

Trong 6 nguyên nhân trên, nguyên nhân quan trọng nhất là do Đồng Sunphat (CuSO4) bị hút ẩm do trong lúc cân và đưa vào thí nghiệm thao tác không nhanh chóng

Vì ở điều kiện thường sẽ có lẫn hơi nước nên sẽ có độ ẩm, CuSO khan nên sau khi 4

tiếp xúc với không khí, sẽ hút ẩm ngay lập tức và tỏa ra một nhiệt lượng đáng kể, khiến ta sai lệch đi giá trị t chúng ta đo ở mỗi lần thí nghiệm 2

Theo em còn 2 nguyên nhân khác làm cho kết quả sai số:

Mất nhiệt độ do nhiệt lượng kế do trong quá trình thí nghiệm thao tác không chính xác, nhanh chóng dẫn đến thoát nhiệt ra môi trường bên ngoài

Cân điện tử cân hóa chất chính xác, tuy nhiên lượng chất chúng ta lấy là khác nhau cũng gây ra sự biến đổi nhiệt đáng kể

Trang 10

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

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

- Xác định bậc của phản ứng phân hủy Na2S O2 3 trong môi trường axit bằng thực nghiệm

II TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

1 Thí nghiệm 1: Xác định bậc phản ứng theo Na2S2O3:

Chuẩn bị 3 ống nghiệm chứa và 3 bình tam giác chứa NaH 2S O2 3 và theo bảng:

Bình V(ml) H Ống nghiệm 2 SO 4

0,4M

Erlen V(ml)

Na 2 S 2 O 3 0,1M V(ml) H O 2

 Bước 1: Dùng pipet vạch lấy axit cho vào ống nghiệm

 Bước 2: Dùng buret cho nước vào 3 erlen

 Bước 3: Sau đó tráng buret bằng Na2S2O3 0,1M rồi tiếp tục dùng buret cho

Na2S2O3 vào 3 erlen

 Bước 4: Lần lượt cho phản ứng từng cặp ống nghiệm và erlen như sau:

o Đổ nhanh axit trong ống nghiệm vào erlen

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

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

 Bước 5: Lặp lại thí nghiệm lấy giá trị trung bình

2 Thí nghiệm 2: Xác định bậc phản ứng theo H2SO4:

Chuẩn bị 3 ống nghiệm chứa H2SO4 và 3 bình erlen chứa Na2S2O3 và H O theo bảng: 2

Bình V(ml) H Ống nghiệm 0,4M

2 SO 4

Erlen V(ml)

Na S 2 2 O 3 0,1M H V(ml) 2 O

Làm tương tự thí nghiệm 1 với lượng axit và Na2S2O3 theo bảng đã cho

Trang 11

10

III KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Na 2 S 2 O 3 H 2 SO 4

 Tính bậc phản ứng

Từ ttb của bình 1 và bình 2 xác định m : 1

m1 = 󰇡

∆

() = 󰇡



() ≈ 1

Từ ttb của bình 2 và bình 3 xác định m : 2

m2 = 󰇡

∆

() = 󰇡



 󰇢

() ≈ 1 Bậc phản ứng theo Na2S2O3 =   

 = 1

Bình [Na 2 S 2 O 3 ] [H 2 SO 4 ] ∆t 1 ∆t tb

 Tính bậc phản ứng

Từ ttb của bình 4 và bình 5 xác định n : 1

n1 = 󰇡

∆

() = 󰇡



 󰇢

() ≈ 0,180

Từ ttb của bình 5 và bình 6 xác định n : 2

n2 = 󰇡

∆

() = 󰇡



 󰇢

() ≈ 0,263 Bậc phản ứng theo Na2S2O3 =   

 0,2215 

Trang 12

IV TRẢ LỜI CÂU HỎI

1 Trong thí nghiệm trên, nồng độ của Na 2 S O 2 3 và của H 2 SO 4 đã ảnh hưởng thế nào lên vận tốc phản ứng? Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng Xác định bậc của phản ứng

- Nồng độ của Na2S O2 3 tỉ lệ thuận với vận tốc phản ứng

- Nồng độ của H2SO4 tăng có xu hướng làm tăng vận tốc phản ứng, nhưng hầu như rất nhỏ không đáng kể

- Biểu thức tính vận tốc phản ứng: V = k × [Na2S2O3]1 × [H

2SO4]0.2215

- Bậc của phản ứng: 1 + 0.2215 = 1.2215

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

H 2 SO 4 + Na 2 S 2 O 3 → Na 2 SO 4 + H 2 S 2 O 3(1)

H 2 S 2 O 3 → H 2 SO 3 + S ↓ (2)

Dựa vào kết quả thí nghiệm có thể kết luận phản ứng (1) hay (2) là phản ứng quyết định vận tốc phản ứng, tức là phản ứng xảy ra chậm nhất không? Tại sao? Lưu ý trong các thí nghiệm trên, lượng axit H 2 SO 4 luôn luôn dư so với Na 2 S O 2 3

- Phản ứng quyết định vận tốc phản ứng, tức là phản ứng xảy ra chậm nhất, là phản ứng (2) vì đây là phản ứng tự oxy hoá khử nên xảy ra rất chậm Phản ứng (1) là phản ứng trao đổi ion nên xảy ra rất nhanh so với phản ứng (2)

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?

- Biểu thức tính vận tốc phản ứng trung bình là V = ±, mà trong thí nghiệm này ta cố định C bằng cách ghi nhận thời gian t từ lúc bắt đầu phản ứng   đến lúc dung dịch bắt đầu chuyển sang đục nên vận tốc phản ứng trong thí nghiệm này là vận tốc tức thời

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

- Biểu thức tính vận tốc phản ứng = ± 𝑉 = 𝑘𝐶𝐴 × 𝑛𝐶𝐵 × nên hệ phụ thuộc 𝑚 vào hằng số tốc độ phản ứng k, nồng độ, áp suất và diện tích tiếp xúc, trong

đó k phụ thuộc vào nhiệt độ, chất xúc tác và bản chất phản ứng

Do đó, thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S O2 3 không làm thay đổi hệ, và không làm thay đổi bậc phản ứng

Trang 13

12

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 phản ứng chuẩn độ axit HCl bằng dung dịch NaOH chuẩn

- Áp dụng chuẩn độ để xác định nồng độ của axit mạnh (HCl) và axit yếu

(CH3COOH)

II CÁCH TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

1 Thí nghiệm 1: Xây dựng đường cong chuẩn độ axit mạnh bằng một bazơ mạnh dựa

theo bảng

- Dựa trên đường cong chuẩn độ, xác định bước nhảy pH, điểm tương đương và

chất chỉ thị thích hợp

2 Thí nghiệm 2: Chuẩn độ axit – bazơ với thuốc thử Phenolphtalein

 Bước 1: Tráng buret bằng dung dịch NaOH 0,1N, sau đó cho từ từ dung dịch

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

 Bước 2: Dùng pipet 10ml lấy 10ml dung dịch HCl (chưa biết nồng độ) cho vào

erlen 150ml, thêm 10ml nước cất và 2 giọt phenolphtalein

 Bước 3: 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

 Bước 4: Đọc thể tích NaOH đã dùng và lặp lại thí nghiệm trên để tính giá trị trung bình

3 Thí nghiệm 3: Chuẩn độ axit – bazơ với thuốc thử Methyl da cam

- Tiến hành tương tự thí nghiệm 2, nhưng thay phenolphtalein bằng methyl da cam

 Cho buret nhỏ đến khi dư 1 giọt NaOH dd trong erlen chuyển sang màu vàng thì khóa buret

4 Thí nghiệm 4: Chuẩn độ dung dịch Axit axetic lần lượt với thuốc thử Phenolphtalein

và Methyl da cam

V NaOH (ml) 0 2 4 6 8 9 9.2 9.4 9.6 9.8 10 11 12 13

pH 0,96 1,14 1,33 1,59 1,98 2,38 2,56 2,73 3,36 7,26 10,56 11,70 11,97 12,01

Tiêu đề	Báo Cáo Thí Nghiệm Hóa Đại Cương
Tác giả	Nguyễn Ngọc Thanh Thúy, Lê Trúc Mai, Nguyễn Huy Hoàng
Người hướng dẫn	Cô Trần Thị Thanh Thúy
Trường học	Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Hóa học
Thể loại	báo cáo
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	18
Dung lượng	1,36 MB