Báo cáo thí nghiệm hóa Đại cương

Bằng cách đo nhiệt độ của phản ứng, ta xác định được ΔH..  Nếu thay thế thì kết quả thí nghiệm 2 không thay đổi vì HCl và HNO3 là 2 axit mạnh phân ly hoàn toàn đồng thời ∆H là đại lượng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

🙦🙦🙦

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG GVHD: Trần Thị Thanh Thuý.

Lớp: L02.

Nhóm: 14.

HK:231 (2023-2024)

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG

I GIỚI THIỆU:

Các quá trình hoá học xảy ra đều có kèm theo hiệu ứng nhiệt do sự thay đổi enthalpy của của phản ứng Nếu quá trình xảy ra kèm theo sự thu nhiệt thì ΔH > 0, ngược lại, quá trình xảy ra kèm theo sự toả nhiệt thì

ΔH < 0 Khi phản ứng xảy ra ở điều kiện dẳng áp thì nhiệt toả ra hay thu vào chính là ΔH của phản ứng Bằng cách đo nhiệt độ của phản ứng, ta xác định được ΔH

Định luật Hess: “Hiệu ứng nhiệt của quá trình hoá học đẳng áp hoặc

đẳng tích chỉ phụ thuộc vào bản chất và trạng thái của các chất đầu và sản phẩm chứ không phụ thuộc vào đường đi của quá trình”

II TIẾN TRÌNH:

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

a) Mô tả thí nghiệm:

- Ta có công thức tính nhiệt lượng Q = mcΔt, trong đó m là khối lượng tất cả các chất được nung nóng hay làm lạnh bao gồm các hóa chất và cả nhiệt lượng kế chứa chúng

- Do đó ta có công thức trong thí nghiệm này là:

Q = (m + mc)∆t0c0

 m0c0 :Nhiệt dung của nhiệt lượng kế (cal/độ)

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

 m : xác định bằng cách cân hoặc đo thể tích

 c : tra sổ tay

 m0c0 : xác định bằng thực nghiệm

b) Cách làm:

- Để nhiệt kế ở nhiệt độ phòng

- Dùng ống đong lấy 50 ml nước ở nhiệt độ phòng cho vào becher bên ngoài đo nhiệt độ t1

- Dùng ống đong lấy 50 ml nước khoảng 60oC cho vào nhiệt lượng

kế, đo nhiệt độ t2

- Lấy nhiệt kế ra, trả nhiệt về nhiệt độ phòng và lau khô nhiệt kế

- Dùng phễu đổ nhanh 50 ml nước ở nhiệt độ phòng vào 50 ml nước nóng trong nhiệt lượng kế, đậy nút nhiệt lượng kế và lắc xoay tròn,

đo nhiệt độ t3

- Khi đó: nhiệt do nước nóng và becher tỏa ra bằng nhiệt nước lạnh hấp thu

- Rửa sạch các dụng cụ sau khi kết thúc thí nghiệm để chuẩn bị cho bài thí nghiệm tiếp theo

c) Công thức:

Ta có: (mc + m0c )(t0 2 - t ) = mc(t - t ) 3 3 1

m0c0 = mc [(t - t ) – ((t - t )] / (t3 1 2 3 2 3-t )

Trong đó :

m : khối lượng 50 ml nước

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

d) Kết quả:

Lần đo 1

t1

t2

t3

m0c0 7,7

Ta có:

(mc + m0c )(t0 2 - t ) = mc(t - t )3 3 1

(

2) Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCl

và NaOH:

a) Mô tả thí nghiệm:

PTHH: HCl + NaOH → NaCl + H O2

b) Cách làm:

- Chuẩn bị hai cây buret chứa dung dịch NaOH 1M và HCl 1M (rửa buret, tráng hóa chất, đổ hóa chất và chỉnh bọt khí, chỉnh vạch 0)

- Đặt becher sạch dưới cây buret Dùng buret lấy 25 ml dung dịch NaOH 1M cho vào becher 100 ml Đo nhiệt độ t1

- Dùng buret lấy 25 ml dung dịch HCl 1M cho vào trong nhiệt lượng

kế Đo nhiệt lượng t2 (có rửa sạch nhiệt kế sau khi đo t1)

- Dùng phễu đổ nhanh becher chứa dung dịch NaOH vào HCl chứa trong nhiệt lượng kế, đậy nút nhiệt lượng kế, lắc xoay tròn Đo nhiệt

độ t3

c) Công thức:

- Xác định Q phản ứng theo công thức Q = (m + mc)∆t0c0

- Từ đó xác định ∆ = −🙦 🙦/n

- Trong đó:

 ∆t : là sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình phản ứng

 n : Số mol phản ứng

- Cho nhiệt dung riêng NaCl0,5M = 1 cal/độ và dNaCl 0,5M=1,02g/ml

d) Kết quả:

Lần đo 1 Lần đo 2 Trung bình

t1

t2

t

Ta có: CNaCl 0.5M = 1 (cal/g.độ); dNaCl 0.5M = 1.02 (g/ml);

VNaOH 1M = 25 (ml) ,VHCl 1M = 25 (ml) =>







=

=

=



 Vì Q > 0, ∆H < 0 nên phản ứng tỏa nhiệt

3) Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan CuSO khan- kiểm tra định 4

luật Hess.

a) Cách làm:

- Dùng ống đong lấy 50 ml nước cho vào nhiệt lượng kế Gắn nhiệt kế

và đo nhiệt độ t1

- Cân gần đúng 4g CuSO4 khan

- Cho nhanh lượng CuSO4 vừa cân vào nhiệt lượng kế, lắc xoay tròn cho CuSO4 tan hết Đo nhiệt độ t2 (quan sát nhiệt độ liên tục, khi nhiệt độ cao nhất và không tăng nữa thi ghi nhận t2)

b) Công thức:

- Xác định Q theo công thức Q = (m0c0 + mc)∆t

- Trong đó:

 m : khối lượng dung dịch CuSO4

 c : nhiệt dung riêng của dung dịch CuSO4 (~1 cal/g.độ)

- Từ đó xác định ∆ = −🙦 🙦/n

c) Kết quả:

Lần 1 Lần 2 Trung bình t1

t2

m(g) 4,03(g) 4,03(g) 4,03(g)

Ta có:

m = = 4,03 + 50 = 54,03 (g)

 Vì Q > 0, ∆H < 0 nên phản ứng tỏa nhiệt

4) Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan của NH 4 Cl

a) Cách làm:

- Dùng ống đong lấy 50 ml nước cho vào nhiệt lượng kế Gắn nhiệt kế

và đo nhiệt độ t1

- Cân khoảng 4g NH4Cl

- Cho nhanh 4g NH4Cl vừa cân vào nhiệt lượng kế, lắc xoay tròn cho NH4Cl tan hết, đợi và đo nhiệt độ t2 (quan sát nhiệt độ liên tục, khi nhiệt độ thấp nhất và không giảm nữa thi ghi nhận t2)

b) Công thức:

- Xác định Q theo công thức Q = (m0c0 + mc) ∆t

- Trong đó :

 m : khối lượng dung dịch NH4Cl

 c : nhiệt dung riêng của dung dịch NH4Cl(lấy gần đúng bằng 1cal/mol.độ)

- Từ đó xác định ∆ = −🙦 🙦/n

c) Kết quả:

Lần 1 Lần 2 Trung bình t1

t2

Ta có: m = = 4 + 50 = 54(g)



Ta có:







 Vì Q < 0, ∆H > 0 nên phản ứng thu nhiệt

III TRẢ LỜI CÂU HỎI

1) ∆�th của phản ứng HCl + NaOH → NaCl + H2O sẽ được tính theo số mol HCl hay NaOH khi cho 25ml dung dịch HCl 2M tác dụng với 25ml dung dịch NaOH 1M? Tại sao?

Ta có :

 nHCl=C V=2.0,025=0,05(mol)M

 nNaOH= CM.V=1.0,025=0,025(mol)

HCl + NaOH NaCl + H O 2 0,05 0,025 (mol)

 Theo phương trình ta thấy NaOH phản ứng hết và HCl còn dư, nên

∆Hth của phản ứng được tính theo NaOH Và vì lượng HCl còn dư không tham gia phản ứng nên sẽ không sinh nhiệt

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

 Nếu thay thế thì kết quả thí nghiệm 2 không thay đổi vì HCl và HNO3 là 2 axit mạnh phân ly hoàn toàn đồng thời ∆H là đại lượng đặc trưng cho mỗi phản ứng, mà sau khi thay đổi HCl bằng HNO3 thì vẫn là phản ứng trung hòa:

HNO + NaOH NaNO + H O

 Sau khi thay công thức Q = mc∆t có m,c đều 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 ∆ 3 bằng lý thuyết theo định luật Hess So sánh với kết quả � thí nghiệm 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 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?

 Theo định luật Hess:

∆H3 = ∆H1 + ∆H2 = -18.7 + 2.8= -15,9 (kcal/mol)

 Theo thực nghiệm:

∆H3 = -15,9416 (kcal/mol)

 Theo em mất nhiệt lượng do nhiệt lượng kế là quan trọng nhất vì do trong quá trình thao tác không chính xác,nhanh chóng dẫn đến thất thoát nhiệt ra môi trường bên ngoài CuSO4 khan dễ bị hút ẩm, trong quá trình cân và đưa vào làm thí nghiệm không nhanh khiến cho CuSO4 hút ẩm ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm 3 Ngoài ra còn có nhiều nguyên nhân khác khiến nhiệt tạo thành bị hao hụt như: đo, ghi số liệu, cân ko chính xác lượng hóa chất và nhiệt dung

riêng của CuSO4 chỉ gần bằng 1 cal/g.độ chứ không bằng 1 cal/g.độ

Bài 4: XÁC ĐỊNH PHẢN ỨNG

I TIẾN TRÌNH

1 Thí nghiệm 1: Bậc phản ứng theo Na 2 S 2 O 3

a) Cách làm

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

Na2S2O3 và H2O theo bảng sau:

Thí nghiệm

Ống nghiệm V(ml) H SO2 4 0,4M

Erlen V(ml) Na2S2O3 0,1M V(ml) H2O

- Rửa sạch pipet vạch, tráng pipet bằng H2SO4

- Dùng quả bóp cao su hút H2SO4, sau đó thả nhẹ tay để H2SO về4 đến vạch 2 (nếu vạch trên cùng là 0)

- Rửa sạch buret, tráng buret bằng Na2S2O 3

- Khoá buret (khoá bằng tay trái), sau đó đổ Na2S2O3vào đầy buret −> chỉnh bọt khí −> Chỉnh lại về vạch 0, cho mặt cong nhất chạm vạch thì dừng lại,

- Chuẩn bị hai bình tam giác số một, mỗi bình chứa 28ml nước +

4ml Na2S2O 0.1M,3

- Chuẩn bị 2 ống nghiệm, mỗi ống đựng 8ml H2SO4 0.4M

- Chuẩn bị một cốc nước cất để đổ vào bình tam giác

- Sử dụng điện thoại để bấm giờ (Lựa chọn cách đo: Đổ vào rồi

bấm giờ)

- Đến khi thời điểm màu bắt đầu đục thì thu được t=> Δt

- Với 2 cặp ống nghiệm,bình tam giác thì ta thu được Δt1, Δt2 b) Kết quả:

Nồng độ ban đầu (M) ∆t1 ∆t2 ∆ttrung bình

Na2S2O3 H SO2 4

Ta có trung bình từ thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2, nên m1 được xác định:

- m1 = = = 1.008;

+ Ta có trung bình từ thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2, nên m được xác định:2

- m2 = == 0.882;

+Bậc phản ứng của Na2S2O3

 = = 0.945

2 Thí nghiệm 2: Bậc phản ứng theo H 2 SO 4

a) Cách làm:

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

Na2S2O3 và H2O theo bảng sau:

Thí nghiệm

Ống nghiệm V(ml) H SO2 4 0,4M

Erlen V(ml) Na2S2O3 0,1M V(ml) H2O

- Rửa sạch pipet vạch, tráng pipet bằng H2SO4

- Dùng quả bóp cao su hút H2SO4, sau đó thả nhẹ tay để H2SO về4 đến vạch 2 (nếu vạch trên cùng là 0)

- Rửa sạch buret, tráng buret bằng Na2S2O 3

- Khoá buret (khoá bằng tay trái), sau đó đổ Na2S2O3vào đầy buret

−> chỉnh bọt khí −> Chỉnh lại về vạch 0, cho mặt cong nhất chạm vạch thì dừng lại,

- Chuẩn bị hai bình tam giác số một, mỗi bình chứa 28ml nước +

4ml Na2S2O 0.1M,3

- Chuẩn bị 2 ống nghiệm, mỗi ống đựng 8ml H2SO4 0.4M

- Chuẩn bị một cốc nước cất để đổ vào bình tam giác

- Sử dụng điện thoại để bấm giờ (Lựa chọn cách đo: Đổ vào rồi bấm

giờ)

- Đến khi thời điểm màu bắt đầu đục thì thu được t=> Δt

- Với 2 cặp ống nghiệm,bình tam giác thì ta thu được Δt1 và Δt2.

b) Kết quả:

Nồng độ ban đầu (M) ∆t1 ∆t2 ∆ttrung bình

Na2S2O3 H SO2 4

Ta có trung bình từ thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2, nên m1 được xác định:

- m1 = = = 0.240;

+ Ta có trung bình từ thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2, nên m2 được xác định:

- m2 = == 0,215;

+Bậc phản ứng của Na S2 O3

 = = 0,228



II TRẢ LỜI CÂU HỎI:

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

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

H2SO4 hầu như không ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng

- Biểu thức tính vận tốc:

🙦 =k.[Na2S2O3]m.[H SO =k.[Na ] [H SO ]

2 4]n

2S2O3 2 4

- Bậc của phản ứng: m+n=1+0=1

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

����� + ������� → �� ��� � + ������ ( )�

������ → ����� + � ↓ ( )� Dựa vào kết quả của TN 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 TN trên, lượng axit H 2 SO 4 luôn luôn dư so với

Na S O 2 2 3

- (1) là phản ứng trao đổi ion nên tốc độ phản ứng xảy ra rất nhanh

- (2) là phản ứng tự oxi hóa khử nên tốc độ phản ứng xảy ra chậm hơn ➔ Phản ứng (2) quyết định tốc độ phản ứng, là phản ứng xảy ra chậm nhất

do bậc của phản ứng (2) là bậc của cả 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?

- Vận tốc xác định bằng thương của biến thiên nồng độ với biến thiên thời gian (🙦🙦/🙦🙦) Do 🙦🙦 ≈ 0 (lưu huỳnh có biến thiên nồng độ không đáng

kể trong khoảng thời gian 🙦🙦) nên vận tốc trong các TN trên được xem

là vận tốc tức thời

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

- Bậc phản ứng không đổi khi thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 vì ở cùng nhiệt độ xác định, bậc phản ứng chỉ phụ thuộc vào bản chất của hệ (nồng độ, nhiệt độ, diện tích bề mặt tiếp xúc, áp suất) mà không phụ thuộc vào thứ tự phản ứng

BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

1 Vẽ đồ thị

0 2 4 6 8 10 12 14 16 0

2

4

6

8

10

12

pH

VNaOH

- pH điểm tương đương: 7

- Bước nhảy pH: từ pH 3,36 đến pH 10,56

- Chất chỉ thị thích hợp: Phenol phtalein

2 Thí nghiệm 2 ( chất chỉ thị Phenol phtalein)

Tính tương tự cho

Tính tương tự cho

3 Thí nghiệm 2 (chất chỉ thị Metyl da cam)

Tính tương tự cho

Tính tương tự cho

4 Thí nghiệm 3 ( chất chỉ thị Phenol phtalein)

Tính tương tự cho

Tính tương tự cho

5 Thí nghiệm 4 (chất chỉ thị Metyl da cam)

Lần

II.TRẢ LỜI CÂU HỎI

Câu 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 thay đổi vì đương lượng phản ứng của các chất vẫn không thay đổi, cho nên điểm pH tương đương không thay đổi, tuy nhiên bước nhảy pH sẽ thay đổi Nếu dùng nồng độ nhỏ thì bước nhảy nhỏ và ngược lại

Câu 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 tạo ra muối trung hòa) nên thí nghiệm 2 (phenol phtalein) sẽ cho kết quả chính xác hơn

Một lý do nữa là vì Phenol phtalein giúp chúng ta xác định màu tốt hơn, rõ ràng hơn

Do từ màu trắng sang hồng nhạt, dễ nhận thấy hơn Metyl Orange màu đỏ sang sang vàng cam

Câu 3: Từ kết quả thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic bằng chỉ thị màu nào chính xác hơn, tại sao?

Phenol phtalein giúp ta xác định chính xác hơn vì pH chuyển màu của phenol phtalein 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 Bazo 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 bazo mạnh nên có tính bazo Bên cạnh đó, bước nhảy pH cũng thay đổi dẫn đến pH chuyển màu của Metyl Orange không còn nằm trong bước nhảy pH nữa, cho nên chúng ta không dùng được Metyl Orange làm chất chỉ thị

Một lý do nữa là vì Phenol phtalein giúp chúng ta xác định màu tốt hơn, rõ ràng hơn.

Do từ màu trắng sang hồng nhạt, dễ nhận thấy hơn Metyl Orange màu đỏ sang sang vàng cam

Câu 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 thì kết quả vẫn không thay đổi, vẫn là phản ứng trung hòa Tuy nhiên, khi thay đổi vị trí như vậy thì sẽ khó xác định màu hơn vì lúc này Phenol Phtalein chuyển từ màu tím đậm sang hồng rồi mới tới trong suốt