Báo cáo thí nghiệm hóa Đại cương 5

NHÓM 13- L32 Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHỌU TP.HCM Dựa vào kết quả 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 nhật không?. T

NHÓM 13- L32 Trường Đại Học Bách Khoa — ĐHỌU 1P HC

ĐẠI HỌC QUOC GIA THANH PHO HO CHi MINH TRUONG DAI HQC BACH KHOA

BAO CAO

THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

GVHD: Dé Thị Minh Hiếu

Lớp: L32

Sinh viên thực hiện

2 Tran Dang Hoang Thién 2313224

MUC LUC

NHÓM 13- L32 Trường Đại Học Bách Khoa — ĐHỌU 1P HC

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHÁN ỨNG 25 << sCsexEEH SA 325952 reesrrke 10

LỜI NÓI ĐẦU

NHÓM 13- L32 Trường Đại Học Bách Khoa — ĐHỌU 1P HC

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

cảng 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

trinh học tập, chúng em xin trình bảy các bài thí nghiệm số 2,4 và 8 Qua việc thực hiện bài báo cáo này, nhóm chúng em đã biết thêm rất nhiều kiến thức mới lạ và bồ 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 hoản thiện hơn Chúng em xin chân thành cảm ơn!

BÀI 2: NHIỆT PHÁN ỨNG

NHÓM 13- L32 Trường Đại Học Bách Khoa — ĐHỌU 1P HC

I KÉTQUÁ THÍ NGHIỆM:

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

Nhiệt độ °C Lần 1 Lần 2 Lần 3

ts 44 44.2 44 muco(cal/d6) 4.55 6.48 7.14

m=50(g)

= Ta 06 —1Í €ŒP |S~¿m.c=50x1=50| c6

+O lan 1, ta thu được số liệu:

t,=32°C

- Ta lai c6:) f,=55°C

tạ=44°C

- Ta có công thức: 9 CÔ yo: lạ XCa=mXeX mạ X€g=mxec Lat, =50x 554A =4 s55 Lo ) —

+ Ta tính tương tự với số liệu thu được ở lần 2 và lần 3, ta lần lượt thu được :

- Lần 2 c6 moco = 6.48 (cal/độ)

- Lần 3 có mạc = 7.14 (cal/độ)

=> moCo ts = 226 06 (cal/độ)

2 Thí nghiệm 2: Xác dịnh phản ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCL va NaOH:

- — Ayaciosm=0,05.0,5=0,025 (mol) Mo Cow= 6.06 ( cal/ độ )

cal

Nhiệt độ °C Lần 1 Lần 2 Lần 3

NHểM 13- L32 Trường Đại Học Bỏch Khoa — ĐHỌU 1P HC

Vĩ số liệu cua Ian 1 va lan 2 giống nhau nờn ta chỉ tớnh trờn số liệu của lan 1

Tớnh giỏ trị:

m=|V „o,+V „ạ| x1=5+25)x 1.02=511g)

Q =(m,xc,*¿ mxe)x(t,—1 °¿=(6.06+51]x|36— đấấ ]=228.24 (cai)

AH =—* =—="*" = 9129.6 (

¿>A H<0 phản ứng tỏa nhiệt

3 Thớ nghiệm 3: Nhiệt hũa tan của CUSO,khan — kiểm tra định luật Hess

Ceuso,= 1 (— độ) Meyso,= 4(g)

TaC6 3 Neyso,=0.025 (mol)

M y,0=50(g)

my C=6.06("1~- 6)

Nhiệt độ °C Lần 1 Lần 2 Lần 3

QO (cal) 360,36 330,33 330,33

AH (cal/mol) -14414,4 -13213,2 -13213,2

NHÓM 13- L32 Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHỌU TP.HCM

m=50+4=54(g)

4 _

Với:

Tà có : Q=|m,Xcạ*+mX c|x At

Q,=66,06+54 x 1)* [38 —32|=360,36 (cal) Q,=|6,06454 x 1) x | 37.5—32]=330,33( cal) Q,=(6,06 +54 x 1) x | 37.5—32]=330,33( cal) Q,+Q;+Q; _ 360,36+330,353 + 330,33

H =— HS —14414a|.caL cal <¿0

H=Tn 0.025 3132| moi |J*°0

>An-He#H›+ 3B 14414,4]+(—13213,2)+ — 13213,2 _ —13613,6l-°#! cọ

A H là quá trìnhtỏa nhiệt

4 Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan củaN H„C!:

cal _—-

Hợn,cị= sạc —0.075 (cai)

mụu,c=4(9)

mạ xc,—6.06(-E8ˆ_) g.độ

NHÓM 13- L32 Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHỌU TP.HCM

Nhiệt độ °C Lần 1 Lần 2 Lần 3

Q (cal) -180,18 -210,21 -180,18

AH (cal/mol) 2402,4 2802.8 2402.4

AH, (cal/mol) 2535,867

- Với m=50+4=54(g)

Ta có: Q=|m xcạ+m xc]* At

,=i6,06+54 x 1] x/ 29-32) =—180,18 [ca]

Q,=| 6,064 54 x 1) x{ 28.5-32]=— 210,21 (cal]

Q,=6(6,06+54 14 x [29—32|=—180, 18 (cal)

ca '—180,18]+ 210,21 +(—180,18) _ _ 190 19(cạ])¿

H,= ~ = 2802,8( S|-0

H+ H+ Hy _ 2402,4+2802,8+2402,4 _2sas g6; cal >0

Ô>A H=

A H>0=¿ Đây là quá trìnhthu nhiệt

H CÂU HỎI

1 AH của phản ứng HCI + NaOH —› NaCl + H;O sẽ được tính theo số mol HCI hay NaOH khi cho 25 ml dung dich HCI 2M tac dung voi 25 ml dung dich NaOH 1M? Tai sao?

Trả lời:

NHÓM 13- L32 Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHỌU TP.HCM

Số mol ban đầu 0.05 0.025 (mol)

Boi vi NaOH hết và HCI dư nên A„, được tính theo số mol của NaOH Lượng HCI dư không tham gia phản ứng nên không sinh nhiệt

2 Nếu thay HCI 1M bằng HNO; 1M thì kết quả thí nghiệm 2 có thay đỗi gì không?

Tra loi: Néu thay HCl 1M bang HNO; 1M thi thí nghiệm số 2 không có gì thay đôi vì cả hai đều axIt mạnh phân ly hoàn toàn Bên cạnh đó, hai chất nảy khi tham gia phản ứng với NaOH thì xảy

ra phản ứng trung hòa, sau phản ứng chỉ tạo ra muối có gốc axit tương ứng và nước nên khi thế hai chất này cho nhau thì khi phản ứng hoàn toàn giống nhau

3 Tính A H3 bằng lý thuyết theo định luật Hess So sánh với kết quả thí nghiệm Hãy xem 6 nguyên nhân có thê gây ra sai số trong thí nghiệm nay:

Mắt nhiệt do nhiệt lượng kế

Do nhiệt kế

Do dụng cụ đong thé tích hóa chất

Do cân

Do sunfat đồng bị hút âm

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

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

Trả lời:

* Theo định luật Hess: AH3 = AH1 + AH2 = -15.9 (kcal/mol) = -15900 (cal/mol)

* Theo thyc nghiém: AH3 = -13613,6 (cal/mol)

> Theo em nguyên nhân quan trong nhất gay ra sal số là mắt nhiệt do nhiệt lượng kế Do thao tác chưa chính xác, chưa nhanh chóng dẫn đên thât thoát nhiệt lượng ra môi trường

NHÓM 13- L32 Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHỌU TP.HCM

> Nguyên nhân gây ra sai số khác có thể là do sunfat đồng bị hút âm —› ở đạng ngậm nước nên tạo ra lượng nhiệt ít hơn so với lí thuyêt Mặt khác CuSO4 hút âm thi so mol sẽ khác so với tính toán trên lí thuyết (CuSO4 khan)

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHÁN ỨNG

I KET QUA THi NGHIEM

1 Bac phan ung theo Na,S,03

Nong độ ban đầu (M

Na25203 H;SO

3 0.16 0.08 34.25

log! jog 113_

- Từ A/„ của TNI và TN2 xác định mị : m = "ty _ 98 47.21, 9590

log2s log2

1 by 47.21

- Từ A/rs của TN1 và TN2 xác định mạ :rm=_ ”t: — P 34.25 =0.4630

log2 log2 ˆ +

- Bậc phản tng theo Na2S,03 = ———===.`

2 Bậc phản ứng theo ;SO,

2 0.08 0.08 43.31

3 0.08 0.16 42.48

log Jog 24

- Từ A/z của TNI và TN2 xác định m :m = 98 t, 8 43.37 _ 02358

log2 — log2

NHÓM 13- L32 Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHỌU TP.HCM

log2 qọạ 4331

- Từ Aim của TN1 và TN2 xác định n; : n= Ủ¿,_ “4248 4 yong

log2 log2 `

+n

- Bậc phan tng theo H,S0,= Tn=2pg 0620.1319

H TRA LỜI CÂU HỎI

1 Trong TN trên, nồng độ của W4;S›OÓ› và của H)SO, da anh hwéng thé nao lén van toc phan ứng? Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng Xác định bậc của phản ứng

Trả lời:

- Nồng độ Naz%›O: tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng

- Nồng độ /;SO, hầu như không ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng

- Biểu thức tính vận tốc:

V=kK[ Na®$:G[|”.[ HSO:[ "

Trong đó:

« k: hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ nhất định

*m = 0.8611: bac phan tng theo Na2$203

»n=0.1319: bậc phản ứng theo H;SÓi

» Bậc của phản ứng =m + n = 0.8611 + 0.1319 = 0.993

2 Cơ chế của phản ứng được viết như sau:

H;S§O + Na:¿O; —> NaSOk + H,ŠSÓ: (1) H,%O; —> H;ŠO; + S | (2)

10

NHÓM 13- L32 Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHỌU TP.HCM

Dựa vào kết quả 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 nhật không? Tại sao? Lưu ý trong các TN trên, lượng

axit ALSO, luôn luôn dư so với NazŠ©O:

Trả lời:

— Phản ứng (1) là phản ứng trao đổi ion nên xảy ra nhanh hơn

— Phản ứng (2) là phản ứng oxI hóa khử nên xảy ra chậm hơn

—> Phản ứng (2) quyết định tốc độ phản ứng bởi vì phản ứng xảy ra chậm nhất quyết định tốc độ phản ứng

3 Dựa trên cơ sở của phương pháp TN thì vận tốc xác dịnh được trong các TN trên được xem là vận tốc trung binh hay vận tốc tức thời?

Trả lời:

Dựa vào công thức: v=S= vàAc»0 (nông độ của lưu huỳnh biên thiên không đáng kế trong thời gian At

Ar ) nên vận tốc trong các thí nphiệm trên được xem là vận tốc tức thời

4 Thay đỗi thứ tự cho #;$O, và Na;Š;O: thì bậc phản ứng có thay đổi hay không? Tại sao?

Trả lời:

Thay đổi thứ tự cho #1;SO; và NazS%;O: thì bậc phản ứng không thay đôi vì ở cùng một 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, xúc tác, bản chất phản ứng, môi trường ) mà không phụ thuộc vào thứ tự chất phản

ứng

11

NHÓM 13 — 132

I THÍNGHIỆM:

1 Thí nghiệm l:

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

BÀI 8: PHÂN TÍCH THẺ TÍCH

Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHỌU TP.HCM

pH 1,59 1,98 2,56 2,73 3,36 7,26 10,56 11,70 12,01

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

- Từ bảng sô liệu trên Ta vẽ được đường cong chuân độ như sau:

12

NHÓM 13- L32 Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHỌU TP.HCM

14

12

10

8

=

=

4

2

0

VNaOH

- Từ đồ thị ta xác định được các gia tri gan dung:

* pH diém tuong đương ~ 7

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

2 Thí nghiệm 2:

Lần | Vue(ml) Vwon(ml) | Cwon (N) Cuo(N) Sai số

Cho? V nc 0.01 ()

13

NHÓM 13- L32 Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHỌU TP.HCM

Con X o3 — 0.1% 0.0118

0.117+0.118+0.118

HeeS””——T—— *01177(N)

-Sai số tuyệt đối của mỗi lần đo:

ACuer1= | Crucis - Cuer | = | 0.1177 — 0.117 | = 0.0007

ACuci2= | Cucie - Cuer2 | = | 0.1177 — 0.118 | = 0.0003

ACuois= | Cuare - Cues |= | 0.1177 — 0.118 | = 0.0003

0.0007 +0.0003+0.0003 0.0004

3 -Sai số trung bình N =

-Nồng độ HCI cần dùng:

Cuci = 0.1177 + 0.0004 (N)

3 Thi nghiém 3:

La | Vaa(m Vwonm | CNaOH( | C¡e( Sai

Cyaon * V naon1 _ 0.1 * 0.0119

Cyaou * V neon — 0.1% 0.0118

Chẹpy— — T40, Rao? = HCI2 V na OE 0.01 (N) =0.118(N

on X Ý o3 — 0.1x 0.0119

ners V uct 0.01 ()

0.119 +0.118+0.119

HCI TB ———e 3 Ƒ 0.1187(N)

14

NHÓM 13 — 132

-Sai số tuyệt đối của mỗi lần đo:

ACnen= | Chăm = Cnei |= | 0.1187 — 0.119 |= 0.0003

ACneiz= | Cuerrs - Cuci2 | = | 0.1187 — 0.118 | = 0.0007

ACucis= | Cucite - Cuers | = | 0.1187 — 0.119 | = 0.0003

0.0003 +0.0007 +0.0003 -Sai số trung bình N = 3 0.0004

-Nồng độ HCI cần dùng:

Cục = 0.1187 + 0.0004 (N)

4 Thí nghiệm 4:

Thí nghiệm 4a

Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHỌU TP.HCM

Vwaonml) | Cwon (N) Couscoon(N )

— Cnaou * V neous — 0.1% 0.0111 _ Couscoon 1 = Vqnceon 001 =0.111(N)

— Cyaon * V nao 2 0.1% 0.0111 _ Ccuscoon2 = Venscoon 0.01 =0.111(N)

_ Cyaon * Vnaon3_ 0.1% 0.0111 _

Thi nghiém 4b

15

NHÓM 13- L32 Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHỌU TP.HCM

Craou * V noon _ 0.1 x 0.0007

son * V naon2_ 0.1 x 0.0007

=———————==—————=.U7IN

Cuốn X Vuog› _ 0.1 x 0.0007

Il TRA LOICAU HOI:

1 Khi thay đỗi nồng độ HCI và NaOH, đường cong chuẩn độ có thay đối hay không, tại sao? Trả lời: Thay đổi nông độ HCI và NaOH thì đường cong chuân độ không thay đôi vì đương lượng phản ứng của các chất vẫn không thay đối, chỉ có bước nhảy là thay đổi và điểm pH tương đương vẫn không thay đối Nếu dùng nồng độ nhỏ thì bước nhảy nhỏ và ngược lại

2 Việc xác định nồng độ axit HCI trong các thí nghiệm 2 và 3 cho kết quả nào chính xác hơn, tại sao?

Tra loi: Phenolphtalein giúp ta xác định chính xác hơn vì bước nhảy pH của Phenolphtalemnkhoang

từ 8-10 Bước nhảy của metyl đa cam là 3 I-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 (phenolphtalein) sẽ cho kết quả chính xác hơn Một lý do nữa là vì Phenolphtalein giúp chúng ta xác định màu tốt hơn, rõ ràng hơn Do từ màu trắng sang hồng nhạt, dễ nhận thấy hơn Metyl da cam màu đỏ sang vàng cam

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?

Trả lời: Phenolphtalein giúp ta xác định chính xác hơn vì pH chuyển màu của phenolphtalein khoảng từ §-10, nhưng pH chuyển màu của Metyl da cam là 3.1-4.4 Với thí nghiệm cho Axit yếu tác dụng với Bazo mạnh (CH;COOH tác dụng NaOH), điểm pH tương đương không còn xắấp xỉ 7

mà lớn hơn 7 tương đối nhiều, lí do là muỗi của phản ứng được tạo thành là muối giữa axit yêu và

1ó

NHÓM 13- L32 Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHỌU TP.HCM

bazo mạnh nên có tính bazo Bên cạnh đó, bước nhảy pH cũng thay đôi dẫn đến pH chuyển màu của Metyl đa cam không còn nằm trong bước nhảy pH nữa, cho nên chúng ta không dùng được Metyl da cam lam chat chỉ thị Một lý do nữa là vì Phenolphtalein 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 vàng cam

4 Trong phép phân tích thể tích nếu doi vi trí của NaOH và axit thì kết quả có thay đổi không, tại sao?

Trả lời: Trong phép phân tích thể tích nếu đối vị trí NaOH và axit thì kết quả vẫn không thay đôi,vẫn là phản ứng trung hòa Tuy nhiên, khi thay đối vị trí như vậy thì sẽ khó xác dinh mau hon vi luc này PhenolPhtalein chuyên từ màu tím đậm sang hông rồi mới tới trone suôt

-HET -

17