Báo cáo thí nghiệm hóa Đại cương 11

ccc cccecceseceseeceeseeeseeseceseeeaecneeceseescenseceseesaesseeseeeesesseesesseeeeesseeens 3 BAO CÁO THÍ NGHIEM — BAI 2: NHIET PHAN UNG..sssssssssssssssssssssssssesssssstesssnesssnvsss

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

a

eo

BAO CAO THI NGHIEM HOA DAI CUONG

GVHD: Th.S Dé Thi Minh Hiếu

Sinh viên thực hiện

TP.HCM, ngay 10 thang 7 nam 2022

MUC LUC

Hinh anh minh chitng sO liGue ccc cccecceseceseeceeseeeseeseceseeeaecneeceseescenseceseesaesseeseeeesesseesesseeeeesseeens 3

BAO CÁO THÍ NGHIEM — BAI 2: NHIET PHAN UNG sssssssssssssssssssssssssesssssstesssnesssnvsssen 4

Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế - - 5-5 25 2+ 3t 3s svsreree 4 Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCI và NaOH 4 Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan CuSO¿ khan —- Kiểm tra định luật Hess 5 Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan NHCÍ| G5 10901 ng SH ke 7

BAO CÁO THÍ NGHIỆM - BÀI 4: BẬC PHẢN ỨNG -:-+2222cvcrrtrcccervvrrrrrer 9

Thí nghiệm 1: Xác định bậc phản ứng theo NazS¿Os (Tính ) - 6 S< Set 9 Thí nghiệm 2: Xác định bậc phản ứng theo H;SO¿ (Tính ©› ¬ 10

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM - BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH - -c+©c++css+e: 13

Thí nghiệm 1: Xây dựng đường cong chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh 13 Thí nghiệm 2: Chuẩn độ axit mạnh-bazơ' mạnh bằng chỉ thị phenolphthalein 14 Thí nghiệm 3: Chuẩn độ axit mạnh-bazơ mạnh bằng chỉ thị metyl da cam 14 Thí nghiệm 4: Chuẩn độ axit yếu-bazơ mạnh bằng chỉ thị phenolphtalein + metyl da cam l 5

Hình ảnh minh chứng số liệu

Hình 1 Minh chứng số liệu thực nghiệm

BAO CAO THI NGHIEM - BAI 2: NHIET PHAN UNG

I Mục đích thí nghiệm:

Đo hiệu ứng nhiệt của các phản ứng khác nhau và kiểm tra lại định luật Hess

II Tiến hành thí nghiệm:

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

a) Mô tả thí nghiệm: Xác định

O Lay 50ml nước ở nhiệt độ phòng cho vào becher bên ngoài, đo nhiệt độ

O Lãy 50ml nước ấm cho vào nhiệt lượng kẽ Sau khoảng 2 phút, đo nhiệt độ

L] Dùng phễu đổ nhanh toàn bộ nước trong becher vào nước trong nhiệt lượng kế Sau khoảng 2 phút, đo nhiệt độ

Khi đó nhiệt do nước ấm và nhiệt lượng kế tỏa ra bằng nhiệt do nước lạnh hấp thụ:

Trong đó: là khối lượng của 50ml nước;

là nhiệt dung riêng của nước

b) Kết quả thí nghiệm:

325

Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCI và NaOH

a) Mô tả thí nghiệm:

Dùng buret lấy 25 ml dung dịch NaOH IM cho vào becher 100 ml để bên ngoài, đo nhiệt

độ

7 Dùng buret lấy 25 ml dung dịch HCI 1M cho vào nhiệt lượng kế, đo nhiệt độ

Dùng phếu đỗ nhanh toàn bộ dung dịch NaOH vào dung dịch HCI trong nhiệt lượng kế Khuấy đãi dung dịch trong nhiệt lượng kế để phản ứng NaOH + HCI LINaC]1 + H;O xảy

ra hoàn toàn (lúc này số mol NaC] tạo thành là và n ng độ muối là ), r ` đo nhiệt độ Khi đó công thức tính nhiệt lượng là:

Trong đó: là khối lượng dung dịch muối;

là nhiệt dung riêng của dung dịch muối 0.5M

Từ suy ra hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCI và NaOH:

b) Kết quả thí nghiệm:

c) Kết luận: Phản ứng trung hòa HCI và NaOH là phản ứng tỏa nhiệt

Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan CuSO, khan — Kiểm tra định luật Hess

a) Mô tả thí nghiệm:

Fï Cho vào nhiệt lượng kế 50 ml nước, đo nhiệt độ

FTï Cân CuSO4 khan (số mol phản ứng là )

O Cho nhanh CuSO khan vwa can vao nhiệt lượng kế, khuấy đầi cho CuSO tan hết, r

đo nhiệt độ

Khi đó công thức tính nhiệt lượng là:

Trong đó: là khối lượng dung dịch CuSO‹;

là nhiệt dung riêng của dung dịch CuSO

Từ suy ra hiệu ứng nhiệt hòa tan CuSO, khan theo công thức:

So sánh dữ kiện vừa tính được với dữ kiện từ định luật Hess sau đây:

AH, = -18,7 kcal/mol

CuSO, khan + 5 H;O CuSO,.5 HO

+ HạO AH, = +2,8 kcal/mol | +H,O

CuSO,

Hình 2 Định luật Hess cho hiệu ứng nhiệt hòa tan CuSO4 (trích Thí Nghiệm Hóa Đại Cương (trang 17) LITIrưởng Đại Học Bách Khoa)

b) Kết quả thí nghiệm:

c) Kết luận: Quá trình hòa tan CuSOx khan là quá trình tỏa nhiệt Trong sai số cho phép, quá trình đo đạc thực nghiệm đã chứng minh được tính đúng đấn của định luật Hess

Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan NH,Cl

a) Mô tả thí nghiệm:

Fï Cho vào nhiệt lượng kế 50 ml nước, đo nhiệt độ

FT Cân NH.CI (số mol phản ứng là /53,5)

Fï Cho nhanh NH„CI vừa cân vào nhiệt lượng kế, khuấy đãi cho NH„CI tan hết, r ` đo nhiệt độ

Khi đó công thức tính nhiệt lượng là:

Trong đó: là khối lượng dung dịch NH,C]H;

là nhiệt dung riêng của dung dich NH.CT

Từ suy ra hiệu ứng nhiệt hòa tan NHCI theo công thức:

b) Kết quả thí nghiệm:

c) Kết luận: Quá trình hòa tan NH„CI là quá trình thu nhiệt

IIL Trả lời câu hỏi:

Trả lời các câu hỏi liên quan cuối bài

1 Hiệu ứng nhiệt trung hòa của phản ứng HCI + NaOH LITINaC1 + H;O sẽ được tính theo số mol HCI hay NaOH khi cho 25 ml dung dich HCI 2M tac dụng với 25 ml dung

dich NaOH 1M? Tai sao?

Trả lời: Ta có:

Suy ra NaOH sẽ phản ứng hết, HCI còn dư Vậy của phản ứng trên sẽ tính theo số mol

NaOH

2 Nếu thay HCI IM bằng HNO2 IM thì kết quả thí nghiệm 2 có thay đổi hay không?

Trả lời: Trong trưởng hợp giữ nguyên n Ông độ (số mol) axit phản ứng trong thí nghiệm 2 và nhiệt dung riêng của dung dịch muối được bảo toàn cỡ I (cal/g.độ) thì khi xét 2 axit HCI và HNO3 đầi là axit mạnh, phân ly hoàn toàn, giữ được bản chất phản ứng trung hòa thì kết quả thí nghiệm sẽ không thay đổi

3 Khi so sánh tính theo lý thuyết định luật Hess với

kết quả thí nghiệm 3, có 6 nguyên nhân có thể gây ra sai số trong thí nghiệm này:

oO

Mất nhiệt do nhiệt lượng kế

Do nhiệt kế

Do dụng cụ đong thể tích hóa chất

Do cân

Do CuSO4bị hút ẩm

Do lấy nhiệt dung riêng dung dịch CuSO4 bằng 1 cal/g.độ

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

Trả lời:

[1 Sosánh với kết quả thí nghiệm 3 là:

H Trong các nguyên nhân dẫn đến sai số kể trên, mất nhiệt do nhiệt lượng kế là nguyên nhân quan trọng nhất, bởi tiến trình thao tác với nhiệt lượng kế chiếm thởi gian nhỉ âi nhất, nên khó ngăn cản được việc thất thoát nhiệt ra môi trưởng bên ngoài

BAO CAO THI NGHIEM - BAI 4: BAC PHAN UNG

I Muc dich thi nghiém:

O Nghiên cứu ảnh hưởng của n ng độ đến vận tốc phản ứng

Xác định bậc của phản ứng phân hủy Na;S;O; trong môi trường axit bằng thực nghiệm

Na;S:O: + H;SO„LITINa;SO„+ SLLT- HO ()

II Tiến hành thí nghiệm:

Định luật tác dụng khối lượng cho ta biểu thức tốc độ phản ứng của (1):

Thí nghiệm 1: Xác định bậc phản ứng theo Na;S;O; (Tính )

a) Mô tả thí nghiệm:

Chuan bj 3 ống nghiệm chứa H;SO, và 3 bình tam giác chứa Na;S›O: và H;O theo bảng sau:

Trường hợp Ống nghiệm Erlen

1 8 4 28

2 8 8 24

3 8 16 16

OD Ding pipet khac vạch lấy dung dich H,SO,0.4M cho vao cdc Ong nghiém

O Ding 2 cay buret, 1 cay chtra H,O va 1 cay chira dung dịch Na;S;O›0.1M Cho HO vào các erlen trước r 8 mới cho Na;S;O; vào, lắc nhẹ

FI Lần lượt cho phản ứng từng cặp ống nghiệm và crlen như sau: Đổ nhanh axit từ ống nghiệm vào erlen, cùng lúc đó bấm đ `&ng h`ôbấm giây để bất đ`âi đo thời gian phản ứng Lắc nhẹ erlen cho đến khi thấy dung dịch vừa chuyển sang đục thì bấm dừng và đọc E7 Lặp lại mỗi trường hợp 1 lần nữa (có thêm ) để tính các giá trị trung bình

7 Tính lại ng độ ban đi của mỗi chất theo biểu thức:

b) Két qua thi nghiém:

>

c) Tính toán LTIKết luận:

Với thông tin từ bảng số liệu ngay trên, ta sẽ sử dụng công thức được chứng minh (trích Thí Nghiệm Hóa Đại Cương (trang 24) LTLTTrưởng Đại Học Bách Khoa) cho trưởng hợp cố định

n g độ H;SO¿, tăng gấp đôi n ông độ Na;S;O::

Từ của trưởng hợp 1 và 2 ta tính được , và của trưởng hợp 2 và 3 ta tính được :

Vậy bậc phản ứng theo Na;S;O»:

Thí nghiệm 2: Xác định bậc phản ứng theo H;SO.(Tính @)

a) Mô tả thí nghiệm:

Thao tác tương tự thí nghiệm 1 với lượng NasS:O: và H;SO¿ theo bang sau:

Trường hợp Ống nghiệm Erlen

4 4 8 28

5 8 8 24

6 16 8 16

10

b) Kết quả thí nghiệm:

` N “ng dé ban di (M)

Truong hop HS Ou Na;S:Os;

1 0,04 0,02 65

2 0,08 0,02 59

3 0,16 0,02 54

c) Tính toán LTIKết luận:

Cách tính tương tự như thí nghiệm 1 mà khi cố định n ng độ Na;S2O; và tăng gấp đôi n ông

độ H;SO¿, từ của trưởng hợp | va 2 ta tinh được , và của trưởng hợp 2 và 3 ta tính được :

Vậy bậc phản ứng theo H;SO¿:

TIL Trả lơi câu hỏi:

Trả lời các câu hỏi liên quan cuối bài

1 Trong thí nghiệm trên, ng độ của Na;S;O: và H;SO¿ 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

Tra loi:

Fï Với thin “ng dé NaS,03 g% nhw ti 1é thuan voi téc dé phan ứng

ï¡ Với thin “ng độ H,SO,h W nh khéng anh huéng dén téc độ phản ứng

Biểu thức tính vận tốc phản ứng được rút ra (với $ là hằng số tốc độ phản ứng):

O Vay bac ctia phản ứng (1) bằng:

11

2 Cơ chế của phản ứng (1) có thể được viết như sau:

Na¿S2O:› + H;SO„PTINa;SO.+ H;SzO; (2) H;S;O;LETTIH;SO; + S (3)

Dựa vào kết quả thí nghiệm có thể kết luận phản ứng (2) hay (3) là phản ứng quyết định vận tốc phản ứng, tức là phản ứng xảy ra chậm nhất hay không? Tại sao? Lưu

ý, trong các thí nghiệm trên, lượng H;SO„luôn dư so với lượng Na¿SÓa

Tra loi: Có thể kết luận phản ứng (3) là phản ứng quyết định vận tốc phản ứng, vì bản chất của nó là một phản ứng tự oxi hóa — khử nên diễn ra rất chậm Còn phản ứng (2) là phản

ứng trao đổi ion nên nó diễn ra với tốc độ nhanh

3 Dựa trên cơ sở 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 phản ứng được xác định bằng tỉ số , trong đó là biến thiên n Šng độ sản phẩm (ở đây là lưu huỳnh) trong khoảng thởi gian Trong thí nghiệm trên, ta đã cố định

bằng cách ghi nhận thời gian từ lúc bắt đ`ầi phản ứng đến khi dung dịch bất đ`âi chuyển

sang đục, tức lưu huỳnh xuất hiện chưa đáng kể, ,nên trong Vậy vận tốc xác định trong thí nghiệm trên là vận tốc tức thời

4 Thay đổi thứ tự cho HạSO¿ và Na;S;O: thì bậc phan ứng có thay đổi hay không, tại sao? Tra loi: Thay đổi thứ tự cho H;SOx và Na;S›O› thì bậc phản ứng không thay đổi Vì tại nhiệt độxác định bậc phản ứng chỉ phụ thuộc vào bản chất của hệ (n ông độ, nhiệt độ, diện tích b`ê mặt, áp suất) mà không phụ thuộc vào thứ tự chất phản ứng

12

BAO CÁO THÍ NGHIỆM - BÀI 8: PHẦN TÍCH THỂ TÍCH

I Mục đích thí nghiệm:

ï Dựa trên việc thiết lập đường cong chuẩn độ một axit mạnh bằng một bazơ mạnh lựa chọn chất chỉ thị màu thích hợp cho phản ứng chuẩn độ HCI bang dung dịch NaOH chuẩn

O Ap dụng chuẩn độ xác định n ng độ một axit yếu

II Tiến hành thí nghiệm:

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

-

P a

Bước nhảy pH

0 1 2 3 - 5 6 7 8 9 10 il 12 13 14

Vyaow (ml)

Hình 3 Đường cong chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh (NaOH)

pH điểm tương đương: 7.3

13

O Bước nhảy pH: từ pH 2.9 đến pH 10.9

13

Thí nghiệm 2: Chuẩn độ axit mạnh-bazơ mạnh bằng chỉ thị phenolphthalein

a) Mô tả thí nghiệm:

1 Tráng buret bằng dung dịch NaOH 0.1N, sau đó cho từ từ dung dịch NaOH 0.1N vào buret Chỉnh mức dung dịch ngang v`0

ï Dùng pipet lấy 10ml dung dịch HCI chưa biết n ông độ cho vào erlen 150ml, thêm 10ml nước cất và 2 giọt phenolphtalein

Mở khóa buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH xuống erlen, vừa nhỏ vừa lắc nhẹ đến khi dung dịch trong erlen từ không màu chuyển sang màu h ông nhạt b‘& thi khéa buret Đọc thể tích dung dịch NaOH đã dùng

Công thức tính ng độ HCI trong thí nghiệm này là:

FT Lặp lại thí nghiệm trên ít nhất 2 In nữa để tính giá trị trung bình

b) Kết quả thí nghiệm:

L% do

1 0,1 10,6 10,0 0,106

2 0,1 10.8 10,0 0,108

3 0,1 10.8 10,0 0,108

Thí nghiệm 3: Chuẩn độ axit mạnh-bazơ mạnh bằng chỉ thị metyl da cam

a) Mô tả thí nghiệm:

Thao tác tương tự thí nghiệm 2 nhưng chỉ thị dùng cho thí nghiệm này (khi cho cùng vào erlen với HCI và nước cất) là metyl da cam Màu dung dịch chuyển tử màu đỏ sang màu vàng

14

b) Kết quả thí nghiệm:

L% do

1 0,1 10/7 10,0 0,107

2 0,1 10,5 10,0 0,105

3 0,1 10,6 10,0 0,106

Thí nghiệm 4: Chuẩn độ axit yếu-bazơ mạnh bằng chỉ thị phenolphtalein + metyl da cam a) Mô tả thí nghiệm:

Thao tác tương tự thí nghiệm 2 nhưng thay dung dịch HCI bằng dung dich CH;COOH Lam thí nghiệm này trong 2 đợt, mỗi đọt ít nhất 3 lần: đợt 1 với chỉ thị phenolphtalein, màu dung dịch chuyển từ không màu sang màu h ông nhạt b`ân; đợt 2 với chỉ thị metyl

da cam, màu dung dịch chuyển tử màu đỏ sang màu vàng

Công thức tính n ng độ CH:COOH trong thí nghiệm này là:

b) Kết quả thí nghiệm:

L% do

1

2

3

Kết luận: Dùng metyl da cam để chuẩn độ sẽ không chính xác (không nên dùng metyl da cam để chuẩn độ axit yếu)

IH Trả lời câu hỏi:

Trả lời các câu hỏi liên quan cuối bài

15

1 Khi thay đổi nng độ HCI và NaOH, đường cong chuẩn độ có thay đổi hay không,

tại sao?

Tra loi: Khi thay đổi nâng độ HCI và NaOH sẽ không thay đổi vì đương lượng phản ứng của các chất vẫn không thay đổi, chỉ có bước nhảy là thay đổi, nếu dùng n “ng độ nhỏ thì bước nhảy nhỏ và ngược lại

2 Việc xác định n*ng độ HCI trong các thí nghiệm 2 và 3 cho kết qua nào chính xác

hơn, tại sao?

Trả lời: Thí nghiệm 2 cho kết quả chính xác hơn thí nghiệm 3 Vì điểm tương đương xác định được trong thí nghiệm l øì pH chuyển màu của phenolphtalein (8.0 0010.0) hơn của metyl da cam (3.0 004.4)

3 Từ kết quả thí nghiệm 4, việc xác định n “ng dé dung dich CHsCOOH bang chi thi

nào chính xác hơn, tại sao?

Trả lời: Dùng chỉ thị phenolphtalein cho kết quả chính xác hơn Vì CH:COOH là một axit yếu, khi trung hòa bằng bazơ mạnh như NaOH sẽ cho điểm tương đương lớn hơn 7 và g3 pH chuyển màu của phenolphtalein (8.0 L110.0), còn pH chuyển màu của metyl da cam (3.0 LIL14.4) lai cach quá xa

4 Trong phép phân tích thể tích, nếu đổi vị trí của NaOH và axit thì kết quả có thay đổi

không, tại sao?

Trả lời: Kết quả không thay đổi vì bản chất của phản ứng không thay đổi, vẫn là phản ứng trung

hòa

16