báo cáo thí nghiệm hóa Đại cươn 10

Mục đích thí nghiệm Đo hiệu ứng nhiệt của các phản ứng khác nhau và kiểm tra lại định luật Hess.. Xác định bậc phản ứng phân hủy Na2S2O3 trong môi trường axit bằng thực nghiệm.. Tiến hàn

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

BÁO CÁO

THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

1 Giảng viên hướng dẫn: Đỗ Thị Minh Hiếu

2 Lớp L32_Tổ 5_ HK211

3 Thành viên :

Vũ Tuấn Kha – 2113649

Phan Hoàng Khang – 2111460

Năm học 2021 – 2022

BÀI 2 : NHIỆT PHẢN ỨNG

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

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

Mô tả thí nghiệm Lấy 50ml nước ở nhiệt độ phòng cho vào becher bên ngoài đo nhiệt độ t 1

Lấy 50ml nước sôi cho vào nhiệt lượng kế đo nhiệt độ t 2

Dùng phễu đổ nhanh 50ml nước ở nhiệt độ phòng vào 50ml nước sôi trong nhiệt lượng kế

Lắc đều và đo nhiệt độ t 3

Công thức tính m0c0

Với : m – khối lượng 50ml nước

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

Kết quả thu được

+ Với m = 50g và c = 1cal/g.độ Lần 1:

Lần 2:

2.Thí nghiệm 2: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa

HCl + NaOH NaCl + H O2

Mô tả thí nghiệm

Dùng buret lấy 25ml dung dịch NaOH 1N cho vào becher 100ml Đo nhiệt độ t 1

Dùng buret lấy 25ml dung dịch HCl 1N cho vào nhiệt lượng kế Đo nhiệt độ t 2

Dùng phễu đổ dung dịch NaOH vào nhiệt lượng kế chứa HCl

Lắc đều dung dịch đo nhiệt độ t 3

Công thức tính Q ,

Q = (m0c0 + mc)

Với : m0c0 – nhiệt dung của nhiệt lượng kế ( cal/độ )

mc – nhiệt dung của dung dịch trong nhiệt

kế ( cal/độ )

– biến thiên nhiệt độ trước và sau phản ứng

Q – nhiệt đã tỏa ra hoặc thu vào ( cal ) – sự thay đổi enthalpy ( cal/mol )

n – số mol chất đã phản ứng

Kếết qu thu đả ược

Q trung bình 291,0625

- 11642,5

Lần 1:

Do t1 t2 = 6,5

Q = (m0c0 + mc) = (m0c0 + mNaOH cNaOH + mHCl

c )HCl

= ( 5,26 + 25 + 25) 6,5 = 359,19 (cal)

Lần 2:

= 6,25

Q = (m0c0 + mc) = (m0c0 + mNaOH cNaOH + mHCl c )HCl

= ( 3,33 + 25 + 25) 6,25 = 333,31(cal)

= (cal/mol) Kết luận

Phản ứng trung hòa của NaOH và HCl là phản ứng tỏa nhiệt do

3.Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan CuSO –4

kiểm tra định luật Hess

Mô tả thí nghiệm

Cho vào nhiệt kế 50ml nước cất Đo nhiệt

độ t 1

Cân gần đúng 4g CuSO khan Ghi lại khối4

lượng

Ngay lập tức cho khối lượng CuSO vừa cân4

vào nhiệt lượng kế

Lắc đều và đo nhiệt độ t 2

Công thức tính Q ,

Q = (m0c0 + mc)

Với : m0c0 – nhiệt dung của nhiệt lượng kế ( cal/độ )

mc – nhiệt dung của dung dịch trong nhiệt

kế ( cal/độ )

– biến thiên nhiệt độ trước và sau phản ứng

Q – nhiệt đã tỏa ra hoặc thu vào ( cal )

– sự thay đổi enthalpy ( cal/mol )

n – số mol chất đã phản ứng

Kết quả thu được

-14222,4 -17001,48

trung bình -15611,94

Lần 1:

m = 50 + m CuSO4 = 54 (g)

= 36 - 30 = 6

n = 0,0250265 (mol)

Q = (m0c0 + mc) = (5,26+54).6 = 355,56 (cal)

ΔH = (cal/mol)

Lần 2:

m = 50 + m CuSO4 = 54,05 (g)

= 36,5 – 29 = 7,5

n = 0,0253125 (mol)

Q = (m0c0 + mc) = (3,33+54,05).7,5

= 430,35 (cal)

ΔH = (cal/mol) Kết luận

Phản ứng hòa tan CuSO là phản ứng tỏa nhiệt4

do 2 lần

4.Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan NH4Cl

Mô tả thí nghiệm

Cho vào nhiệt kế 50ml nước cất Đo nhiệt

độ t 1

Cân đúng NH Cl 4

Cho 4g NH Cl vừa cân vào nhiệt lượng kế.4

Lắc đều và đo nhiệt độ t 2

Công thức tính Q ,

Q = (m0c0 + mc)

Với : m0c0 – nhiệt dung của nhiệt lượng kế ( cal/độ )

mc – nhiệt dung của dung dịch trong nhiệt

kế ( cal/độ )

– biến thiên nhiệt độ trước và sau phản ứng

Q – nhiệt đã tỏa ra hoặc thu vào ( cal )

– sự thay đổi enthalpy ( cal/mol )

n – số mol chất đã phản ứng

Kết quả thu được

2370,4 2675,4

Lần 1:

m = 50 + m NH4Cl= 54 (g)

= 27 – 30 = - 3

n = 0,075 (mol)

Q = (m0c0 + mc) = (5,26+54).(-3)

= - 177,78 (cal)

ΔH =

(cal/mol)

Lần 2:

m = 50 + m NH4Cl= 54 (g) = 26,5 – 30 = - 3,5

n = 0,075 (mol)

Q = (m0c0 + mc) = (3,33+54).(-3,5) = - 200,655(cal)

ΔH = (cal/mol) Kết luận

Phản ứng hòa tan NH4Cl là phản ứng thu nhiệt

do

III Trả lời câu hỏi

CÂU 1: ∆H của phản ứng HCl+NaOH tb NaCl+H2O

sẽ được tính theo số mol HCl hay NaOH khi cho

25ml dd HCl 2M tác dụng với 25ml dd NaOH 1M

Tại sao?

o n NaOH = 0,025 1 = 0,025 (mol)

o n HCl = 0,025 2 = 0,05 (mol)

o Vì phản ứng theo tỉ lệ 1:1 nên NaOH sẽ phản ứng hết

∆H của phản ứng sẽ tính theo NaOHtb

CÂU 2: Nếu thay HCl 1M bằng HNO 1M thì kết3

quả thí nghiệm 2 có thay đổi hay không?

o Nếu thay thế HCl bằng HNO thì kết quả thí3

nghiệm không thay đổi vì HCl và HNO đều là axit3

phân li hoàn toàn và đồng thời đây là phản ứng trung hòa

CÂU 3: Tính ∆H 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:

a Mất nhiệt do nhiệt lượng kế

b Do nhiệt kế

c Do dụng cụ đong thể tích hóa chất

d Do cân

e Do sunphat đồng bị ẩm

f Do lấy nhiệt dung riêng dung dịch sunphat đồ

ng bằng

1 cal/mol.độ.

Theo em sai số nào là quan trong nhất, giải thích? Còn nguyên nhân

nào khác không?

Theo định luật Hess :

∆H3 = ∆H + ∆H = -18,7 + 2,8 = -15,9 (kcal/mol)1 2

= -15900 (cal/mol)

Chênh lệch lớn so với kết quả trên thí nghiệm Theo nhóm em mất nhiệt lượng do nhiệt kế là quan trọng nhất vì do trong quá trình thao tác không nhanh dẫn đến việc thất thoát nhiệt ra môi trường bên ngoài

Ngoài ra với việc CuSO khan bị hút ẩm, thao tác4

không nhanh chóng và cẩn thận sẽ dễ dẫn đến việc CuSO bị chuyển thành CuSO4 4.nH2O

BÀI 4 : BẬC PHẢN ỨNG

I Mục đích thí nghiệm

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

Xác định bậc phản ứng phân hủy Na2S2O3 trong môi trường axit bằng thực nghiệm

II Tiến hành thí nghiệm

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

Mô tả thí nghiệm

Thí nghiệm

Ống nghiệm V(ml)

H SO2 4

V(ml)

Na2S2O3 V(ml) H2O

Dùng pipet vạch lấy axit cho vào ống nghiệm

Dùng buret cho H O vào 3 bình tam giác.2

Sau đó tráng buret bằng Na2S2O3 rồi tiếp tục dùng buret để cho Na2S2O3 vào các bình tam giác

Chuẩn bị đồng hồ bấm giây

Lần lượt cho phản ứng từng ống nghiệm và bình tam giác như sau:

+ Đổ nhanh axit trong ống nghiệm vào bình tam giác

+ Bấm đồng hồ

+ Lắc nhẹ bình tam giác cho đến khi thấy dung dịch vừa chuyển sang đục thì bấm dừng đồng hồ và đọc

Lặp lại mỗi thí nghiệm 1 lần nữa để tính giá trị trung bình

Tính nồng độ ban đầu

Tính bậc phản ứng

Từ ∆t trung bình của thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2 xác định m1

m1 = = 1,043

Từ ∆t trung bình của thí nghiệm 2 và thí nghiệm 3 xác định m2

m2 = = 0,874

Bậc phản ứng theo Na2S2O3

m= = 0,9585

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

Mô tả thí nghiệm

Thí

nghiệm

Ống nghiệm V(ml)

H SO2 4

V(ml)

Na2S2O3 V(ml) H2O

Dùng pipet vạch lấy axit cho vào ống nghiệm Dùng buret cho H O vào 3 bình tam giác.2

Sau đó tráng buret bằng Na2S2O3 rồi tiếp tục dùng buret để cho Na2S2O3 vào các bình tam giác

Chuẩn bị đồng hồ bấm giây

Lần lượt cho phản ứng từng ống nghiệm và bình tam giác như sau:

+ Đổ nhanh axit trong ống nghiệm vào bình tam giác

+ Bấm đồng hồ

+ Lắc nhẹ bình tam giác cho đến khi thấy dung dịch vừa chuyển sang đục thì bấm dừng đồng hồ và đọc

Lặp lại mỗi thí nghiệm 1 lần nữa để tính giá trị trung bình

Tính nồng độ ban đầu

6 29 30 29,5

Tính bậc phản ứng

Từ ∆t trung bình của thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2 xác định n1

n1 = = 0,22

Từ ∆t trung bình của thí nghiệm 2 và thí nghiệm 3 xác định n2

n2 = = 0,73

Bậc phản ứng theo H2SO4

n= = 0,475

III Trả lời câu hỏi

CÂU 1: Trong thí nghiệm trên,nồng độ [Na2S2O ]3

và của [H2SO4] 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?

o Nồng độ [Na2S2O3] tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng

o Nồng độ [H SO2 4] hầu như không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

o Biểu thức tính vận tốc:

o Bậc của phản ứng:

0,9585 + 0,475 = 1,4335

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

[H SO2 4]+ [Na2S2O3] Na2SO4 + H2S2O3 (1)

H2S2O3 → H2SO3 + 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 nhanh hay chậm

không? Tại sao? Lưu ý trong các phản ứng trên,lượng axit[H2SO4] luôn luôn dư sao với [Na2S2O3]

o Phản ứng (1) là phản ứng trao đổi ion nên tốc độ phản ứng xảy ra nhanh hơn

o Phản ứng (2) là phản ứng tự oxi hóa khử nên tốc

độ phẳn ứng xảy ra chậm hơn

Phản ứng (2) quyết định tốc độ phản ứng CÂU 3: Dựa trên cơ sở của phương pháp thí nghiệm thì vận tốc xác định được trong các thí

nghiệm được xem là vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời?

o Vận tốc xác định bằng

o Vì do biến thiên nồng độ của S không đáng kể trong khoảng thời gian

Vận tốc xác định được trong các thí nghiệm trên được xem là vận tốc tức thời

CÂU 4: Thay đổi thứ tự cho[H2SO4] và [Na2S2O3] thì bậc phãn ứng có thay đổi không.Tại sao?

o Thay đổi thứ tự thì bậc phản ứng không thay đổi

o Vì ở 1 nhiệt độ xác định bậc, bậc phản ứng chỉ phụ thuộc vào bản chất của hệ (nồng độ, nhiệt

độ, diện tích bề mặt, áp suất) mà không phụ thuộc vào thứ tự chất phản ứng

BÀI 8 : PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

I Mục đích thí nghiệm

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 axit HCl bằng dung dịch NaOH chuẩn

Áp dụng chuẩn độ xác định nồng độ một axit yếu

II Tiến hành thí nghiệm

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

Mô tả thí nghiệm

Xác định + pH tương đương là 7,26 + Bước nhảy pH là từ pH 3,36 đến pH 10,56

+ Chất chỉ thị phù hợp: phenolphtalein

2.Thí nghiệm 2 : Chuẩn độ axit - bazơ với thuốc thử phenolphtalein

Mô tả thí nghiệm

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 vạch 0 Dùng pipet 10ml lấy 10ml dung dịch HCl chưa biết nồng độ cho vào bình tam giác 150ml Thêm 10ml nước cất và 2 giọt phenolphtalein

Mở khóa buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH xuống bình tam giác, vừa nhỏ vừa lắc nhẹ đến khi dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt bền thì khóa buret Đọc thể tích dung dịch NaOH đã dùng

Lặp lại thí nghiệm 2 lần nữa để tính giá trị trung bình

Chỉ thị phenolphtalein chuyển sang hồng nhạt Kết quả thu được

3.Thí nghiệm 3 : Chuẩn độ axit - bazơ với thuốc thử methyl da cam

Mô tả thí nghiệm

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 vạch 0 Dùng pipet 10ml lấy 10ml dung dịch HCl chưa biết nồng độ cho vào bình tam giác 150ml Thêm 10ml nước cất và 2 giọ tmethyl da cam

Mở khóa buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH xuống bình tam giác, vừa nhỏ vừa lắc nhẹ đến khi dung dịch chuyển sang màu vàng ánh cam thì khóa buret Đọc thể tích dung dịch NaOH đã dùng

Lặp lại thí nghiệm 2 lần nữa để tính giá trị trung bình

Chỉ thị methyl da cam chuyển từ đỏ sang vàng ánh cam

Kết quả thu được

4.Thí nghiệm 4 : Chuẩn độ axit - bazơ với thuốc thử phenolphtalein và methyl da cam

Mô tả thí nghiệm

Tương tự như thí nghiệm 2 và 3 nhưng ta thay HCl bằng CH3COOH

Chỉ thị phenolphtalein chuyển sang hồng nhạt Chỉ thị methyl da cam chuyển sang màu vàng ánh cam

Kết quả thu được:

TN4a: Chuẩn độ CH COOH với phenolphthalein3

TN4b: Chuẩn độ CH COOH với Metyl da cam3

III 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?

- Khi thay đổi nồng độ NaOH và HCl, đường cong chuẩn độ không

thay đổi do phương pháp chuẩn đổ HCl bằng NaOH được xác định

dựa trên phương trình:

- Với V và CHCl NaOH cố định nên khi C tăng hay giảm thìHCl

VNaOH cũng tăng hay giảm theo Từ đó, ta suy ra dù mở rộng hay thu hẹp thì đường cong chuẩn độ cũng không thay đổi 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?

- Ở thí nghiệm 2 với chỉ thị phenolphtalein sẽ giúp ta xác định chính xác hơn, do chuyển từ không màu sang màu hồng nhạt, dễ nhận thấy hơn từ đỏ sang cam

CÂU 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?

- Bước nhảy pH của phenolphtalein khoảng từ 8-10 Bước nhảy pH của methyl da cam là 3,1 – 4,4 mà điểm tương đương của hệ là > 7 do CH3COOH là axit yếu dùng phenolphtalein chính xác hơn

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?

- Không thay đổi vì đây là phản ứng trung hòa