4 báo cáo thí nghiệm hóa Đại cương

Mục đích thí nghiệm: Đo hiệu ứng nhiệt của các phản ứng khác nhau: + Hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa + Hiệu ứng nhiệt hòa tan Kiểm tra định luật Hess.. Thí nghiệm 1: Xác định nhi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

DANH SÁCH CÁC THÀNH VIÊN

Mục tiêu thí nghiệm

- Biết cách sử dụng các dụng cụ, thiết bị cơ bản

- Biết cách pha loãng và chuẩn độ

I Giới thiệu dụng cụ:

- Dụng cụ chứa hóa chất: cốc

+ Mục đích: chứa đựng hóa chất

+ Cách sử dụng: rửa sạch, tráng nước cất, tráng hóa chất

- Dụng cụ phản ứng: bình tam giác (bình erlen), bình cầu

- Dùng becher 50ml cho nước vào buret

- Chờ đến khi không còn sủi bọt khí sót lại

- Dùng tay trái mở nhanh khóa buret sao cho dung dịch lấp đầy phần cuốiburet

- Chỉnh buret đến mức 0

- Dùng tay trái điều chỉnh khóa buret để 10ml nước từ buret vào becher

3 Thí nghiệm 3: Chuẩn độ oxy hóa khử.

- Cân 0,9g axit oxalic, hòa tan bằng nước cất thành 100ml dung dịch axit oxalic Đổ dung dịch mới pha vào becher

- Dùng pipet 10ml lấy 10ml dung dịch axit oxalic trên cho vào erlen Thêm 2ml dung dịch H SO 1N ₂ ₄

- Dùng buret chứa dung dịch KMnO 0,1N ₄

- Nhỏ từ từ dung dịch KMnO vào erlen trên, lắc đều cho đến khi dung ₄dịch trong erlen có màu tím nhạt Đọc thể tích KMnO đã sử dụng Viết ₄phương trình phản ứng tổng quát Tính nồng độ axit oxalic Biết phương

4 Thí nghiệm 4: Pha loãng.

- Dùng pipet bầu lấy 10ml dung dịch HCl 1M cho vào bình định mức 100ml

- Thêm nước vào gần đến vạch trên cổ bình định mức bằng ống đong

- Dùng bình tia cho từng giọt nước đến vạch

- Đậy nút bình và lắc đều Ta thu được 100ml dung dịch HCl 0,1M

5 Thí nghiệm 5: Kiểm tra nồng độ pha loãng.

Cách tiến hành:

- Tráng buret bằng nước cất, sau đó tráng lại bằng NaOH 0,1M

- Cho dung dịch NaOH 0,1M vào buret, chuẩn đến vạch 0

- Dùng pipet 10ml cho vào erlen 10ml dung dịch HCl 0,1M vừa phaxong

- Thêm 1 giọt chỉ thị Phenolphtalein, lắc nhẹ

- Cho từ từ NaOH từ buret vào erlen, vừa cho vừa lắc đều cho đến khi dung dịch chuyển sang hồng nhạt bền thì dừng lại

Phương trình phản ứng: NaOH + HCl NaCl + H O2

Công thức: C V = C V

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG

A Mục đích thí nghiệm:

Đo hiệu ứng nhiệt của các phản ứng khác nhau:

+ Hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa

+ Hiệu ứng nhiệt hòa tan

Kiểm tra định luật Hess

B Dụng cụ thí nghiệm:

+ Cây nhiệt kế: xác định nhiệt độ

+ Bình nhiệt lượng kế: xảy ra phản ứng nhiệt ở bên trong

C Tiến hành thí nghiệm:

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

1 Mô tả thí nghiệm:

- Lấy 50ml nước ở nhiệt độ phòng cho vào becher đo nhiệt độ t1

- Lấy 50ml nước khoảng 60℃ cho vào nhiệt lượng kế, để yên 2 phút rồi

(mc + )() = mc()

=> m0c0 =

Trong đó:

m: khối lượng 50 ml nước

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

3 Kết quả thu được:

2 Công thức tính:

(cal/mol)

m0c0 + mc)

Trong đó: n là số mol phản ứng ( mol)

Q là nhiệt lượng tỏa ra khi hòa tan các hóa chất, bao gồm cảphần bị hấp thụ bởi nhiệt lượng kế chứa chúng ( cal)

m0c0 là nhiệt dung của nhiệt lượng kế được tính ở thí nghiệm

1 ( cal/ độ)

Nếu: , Q < 0 : phản ứng thu nhiệt

, Q > 0 : phản ứng tỏa nhiệt

+ Nhiệt dung riêng của NaCl 0,5M là 1 cal/g.độ

+ Khối lượng riêng của NaCl là 1,02g/ml

Vì H < 0 và Q > 0 nên phản ứng này là phản ứng tỏa nhiệt

III Thí nghiệm 3 : Nhiệt hòa tan của CuSO - kiểm tra định4

luật Hess.

1 Mô tả thí nghiệm:

- Cho 50ml nước vào nhiệt lượng kế Đo nhiệt độ t1

- Cân chính xác 4g CuSO4 khan

- Cho nhanh 4g CuSO4 vào nhiệt lượng kế, khuấy đều cho CuSO4 tan hết

đo nhiệt độ t2

2 Công thức tính:

(cal/mol)

m0c0 + mc)

Trong đó: n là số mol phản ứng ( mol)

Q là nhiệt lượng tỏa ra khi hòa tan các hóa chất, bao gồm cảphần bị hấp thụ bởi nhiệt lượng kế chứa chúng ( cal)

m0c0 là nhiệt dung của nhiệt lượng kế được tính ở thí nghiệm

Vì H < 0 và Q > 0 nên phản ứng này là phản ứng tỏa nhiệt.TB TB

IV Thí nghiệm 4: Nhiệt hòa tan của NH Cl 4

Trong đó: n là số mol phản ứng ( mol)

Q là nhiệt lượng tỏa ra khi hòa tan các hóa chất, bao gồm cảphần bị hấp thụ bởi nhiệt lượng kế chứa chúng ( cal)

m0c0 là nhiệt dung của nhiệt lượng kế được tính ở thí nghiệm

1 ( cal/ độ)

Nếu: , Q < 0 : phản ứng thu nhiệt

, Q > 0 : phản ứng tỏa nhiệt

3 Kết quả thí nghiệm:

Dựa trên kết quả thực nghiệm ta thấy H > 0 và Q < 0 Chứng tỏ phảnTB TB

ứng này là phản ứng thu nhiệt

D Trả lời câu hỏi:

Câu 1: của phản ứng HCl + NaOH NaCl + sẽ được tính theo số mol HCl hayNaOH khi cho 25 ml dung dịch HCl 2M tác dụng với 25 ml dung dịch NaOH1M? Tại sao?

Ta có: nNaOH = 0,025 (mol) ; n = 0,025.2 = 0,05 ( mol)HCl

Nhận thấy nNaOH < n nên NaOH phản ứng hết, do đó của phản ứng tínhHCl

theo số mol NaOH

Câu 2: Nếu thay HCl 1M bằng HN 1M thì kết quả thí nghiệm 2 có thay đổi haykhông?

Không thay đổi, phản ứng vẫn sẽ là phản ứng tỏa nhiệt Tuy nhiên nhiệt lượng Q sẽ lớn hơn so với HCl do khối lượng riêng của muối sẽ thay đổi.Câu 3: Tính bằng lí 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 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:

= + = -18,7 + 2,8 = -15,9 (kcal/mol)

- Theo thực nghiệm:

HTB = -16,29161 ( kcal/mol)

=> Nhận thấy có sự chênh lệch

- Theo em sai số do Sunfat đồng khan b hút m là quan trọngị ẩ

nhất, l y và cân không nhanh và c n th n d làm cho CuSO hútấ ẩ ậ ễ 4

ẩm nhanh ảnh hưởng đến hiệu ứng nhi t CuSOệ 4.5H O.2

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

- 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

- Do nhiệt độ của thời tiết thay đổi làm ảnh hưởng đến nhiệt kế

( sai số nhỏ)

- M t nhiấ ệt lượng do nhiệt lượng k , do quá trình thao tác khôngế

chính xác, nhanh chóng dẫn đến th t thoát nhi t ra bên ngoài ấ ệ

BÀI 4: BẬC PHẢN ỨNG

A Mục đích thí nghiệm:

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

- Xác định bật phản ứng phân hủy Na2S2O3 trong môi trường axit

TN Ống nghiệm V(ml)

0,4 M

ErlenV(ml) 0,1 M V(ml) 1

2

3

888

4816

282416

- Dùng pipet vạch lấy axit cho vào ống nghiệm

- Dùng buret cho nước vào 3 erlen

- Sau đó tráng buret bằng Na2S2O3 0,1M rồi tiếp tục dùng buret cho

Na2S2O3 vào 3 erlen

- Lần lượt cho phản ứng từng cặp ống nghiệm và erlen như sau: + Đổ nhanh axit trong ống nghiệm vào erlen

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

+ Lắc nhẹ sau đó để yên quan sát, khi thấy dung dịch chuyển sang đục thìdừng bấm đồng hồ ta thu được kết quả và đọc ∆

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

3

4816

888

282416

- Tiến hành như thí nghiệm 1

2 Kết quả thí nghiệm

TN Nồng độ ban đầu ( M) t1 (s) t2 (s) tTB (s)

Na2S2O3 H2SO4

3 0,02 0,16 53 54 53,5Nồng độ ban đầu Na2S2O3 ở thí nghiệm 1,2 và 3 là : CNa2S2O3 = = 0,02 (M)Nồng độ ban đầu H2SO4 ở thí nghiệm 1,2 và 3 là :

D Trả lời câu hỏi:

Câu 1:Trong TN trên, nồng độ và của đã ảnh hưởng thế nào lên vận tốcphản ứng? Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng Xác định bậc củaphản ứng

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

+ (1)

+ S (2)

Dựa vào kết quả TN có thể kết luận phản ứng (1) hay (2) là phản ứngquyết đinh vận tốc phản ứng tức là phản ứng xảy ra chậm nhất không?Tại sao? Lưu ý trong các TN trên, lượng axit luôn luôn dư so với Trả lời:

(1) là ph n ả ứng trao đổi ion nên tốc độ phả ứn ng x y ra r tả ấnhanh

(2) là ph n ng t oxi hóa kh nên tả ứ ự ử ốc độ phả ứn ng x y ra r tả ấ

chậm

Phản ng (2) là ph n ng quyứ ả ứ ết định t c ố độ ản ng ph ứ

Câu 3: Dựa trên cơ sở của phương pháp TN thì vận tốc xác định đượctrong các TN trên được xem là vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời?Trả lời:

Vận tốc xác định bằng thương của biến thiên nồng độ với biến thiên thời gian (Δc/Δt) Do Δc≈0 (lưu huỳnh có biến thiên nồng độ không đáng kể trong khoảng thời gian Δt) nên vận tốc trong các TN trên được xem là vận tốc tức thời

Câu 4: Thay đổi thứ tự cho và thì bậc phản ứng có thay đổi hay không,tại sao?

Trả lời:

Thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 thì b c ph n ậ ả ứng

không thay đổi Ở m t nhiộ ệt độ xác định b c ph n ng chậ ả ứ ỉ phụ thu cộ

vào b n ch t c a hả ấ ủ ệ (nồng độ, nhi t ệ độ, di n tích b m t, áp su t)ệ ề ặ ấ

BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

A Mục đích thí nghiệm:

- Lập đường cong chuẩn độ

- Chuẩn độ axit - bazo (mạnh), axit - bazo (yếu)

Từ đó lựa chọn chỉ thị phù hợp

B Tiến hành thí nghiệm:

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

Bước nhảy pH từ 3,36 đến 10,56.

Điểm pH tương đương: 7,26

Chất chỉ thị thích hợp: Phenolphtalein và metyl da cam

II Thí nghiệm 2: Chuẩn độ axit mạnh - bazo mạnh bằng chỉ thị phenol phtalein.

trong erlen chuyển sang màu hồng nhạt bề (dư 1 giọt NaOH) thì khóa buret

- Đọc thể tích NaOH đã dùng và lặp lại thí nghiệm trên để tính giá trị trungbình

- Màu dung dịch sẽ chuyển từ Trắng sang Hồng Nhạt (dư 1 giọt NaOH) và sang Hồng đậm, Tím (nếu tăng dần lương NaOH

NaOH + HCl NaCl + H O 2 => nHCl ban đầu = nNaOH phản ứng

và canh thời gian của màu chỉ thị chưa chính xác

III Thí nghiệm 3: Chuẩn độ axit mạnh - bazo mạnh bằng chỉ thị metyl da cam.

1 Mô tả thí nghiệm:

- Tiến hành tương tự TN2, nhưng thay phenolphtalein bằng metyl da cam

- Cho buret nhỏ đến khi dư 1 giọt NaOH dd trong erlen chuyển sang màu vàngthì khóa buret

- Màu dung dịch sẽ chuyển từ Đỏ sang Cam sang Vàng khi tăng dần lượngNaOH.

Màu chỉ thị khi mới cho vào bình erlen sẽ có màu đỏ Khi nhỏ từ từNaOH xuống erlen, dung dịch trong erlen dần dần chuyển sang có màu vàngcam, đến khi dư 1 giọt NaOH thì dung dịch có màu vàng

Nếu dư NaOH càng nhiều thì màu sắc dung dịch trong erlen vẫn là màuvàng Vì vậy phải xác định sao cho thể tích NaOH dùng là ít nhất để màu vàngcủa chỉ thị gần điểm cân bằng nhất

và canh thời gian của màu chỉ thị chưa chính xác.

IV Thí nghiệm 4: Chuẩn độ axit yếu - bazo mạnh bằng chỉ thị phenol phtalein + metyl da cam.

1 Mô tả thí nghiệm:

- Làm tương tự như TN2 và TN3 nhưng thay HCl bằng CH COOH 3

- Màu dung dịch sẽ chuyển từ Trắng sang Hồng Nhạt (dư 1 giọt NaOH)

và sang Hồng đậm, Tím (nếu tăng dần lương NaOH) đối với Phenolphtalein

- Màu dung dịch sẽ chuyển từ Đỏ sang Cam sang Vàng khi tăng dần lượng NaOH đối với metyl da cam

3 Kết luận:

Chuẩn độ axit yếu CH COOH với chất chỉ thị phenolphtalein cho ra kết3

quả chuẩn xác hơn metyl da cam

C Trả lời câu hỏi:

Câu 1: Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH, đường cong chuẩn độ cóthay đổi hay không? Tại sao?

Trả lời:

Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH, đường cong chuẩn độ khôngthay đổi do phương pháp chuẩn độ HCl bằng NaOH được xác định dựa trênphương trình:

NaOH + HCl NaCl + H O2

CHCl VHCl = CNaOH VNaOH

- Với VHCl và CNaOH cố định nên khi CHCl tăng hay giảm thì VNaOH cũngtăng hay

giảm theo ( pH cũng tăng hay giảm theo) Từ đó ta suy ra, dù mở

rộng ra hay thu h p lẹ ại thì đường cong chuẩn độ không đổi ( quỹ đạo

không thay đổi) Chỉ có bước nhảy thay đổi

- Tương tự đối với trường hợp thay đổi nồng độ NaOH

Câu 2: Việc xác định nồng độ axit HCl trong các thí nghiệm 2 và 3cho kết quả nào chính xác hơn? Tại sao?

Trả lời:

Đầu tiên là do bước nhảy pH của hệ là từ 3,36 – 10,56 ( do axit mạnh tác dụngvới bazơ mạnh) Trong khi đó bước nhảy pH của phenolphtalein là từ 8 - 10 vàcủa metyl da cam là 3.1 - 4.4, cả 2 chất chỉ thị đều nằm trong bước nhảy pH của

hệ Do đó cả 2 chất chỉ thị đều sẽ cho kết quả với độ chuẩn xác tương đươngnhau Tuy nhiên vì phenolphtalein chỉ cho màu trắng sang hồng nhạt và càng

tăng lượng NaOH thì càng đậm màu hơn Vì thế giúp chúng ta xác định màu tốthơn, rõ ràng hơn so với màu đỏ → cam → vàng của metyl da cam, đặc biệt làkhi tăng lượng NaOH thì cũng không thay đổi màu sắc (màu vàng) ⇒ TN2 sẽcho kết quả chính xác hơn.

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

Trả lời:

Phenol phtalein chính xác hơn metyl orange vì axit axetic là axit yếu nên điểmtương đương pH ớn hơn 7 nên dùng phenol phtalein thì chính xác hơn metyl lorange (bước nhảy 4,0 – 4,5 cách quá xa điểm tương đương)

Câu 4: Trong phép phân tích thể tích, nếu đổi vị trí của NaOH và axit thìkết quả có thay đổi không? Tại sao?

Trả lời:

Không thay đổi vì đây cũng chỉ là phản ứng trung hòa giữa axit và bazo

PHẦN SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM