TH-HÓA PT

ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT BÀI 1: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ & PHẢN ỨNG OXID-HÓA KHỬ I) C Ơ S Ở LÝ THUY Ế T 1. Xác đ ị nh kh ố i l ư ợ ng phân t ử - Xét phản ứng hóa học: Zn + HCl → ZnCl 2 + H 2  Theo định luật bảo toàn khối lượng: M Zn +M HCl =M ZnCl2 +M H2 - Theo định luật đương lượng, số đương lượng các chất trong phản ứng luôn bằng nhau: n Zn = n HCl = n ZnCl2 = n H2 = n  Theo định nghĩa đương lượng đã biết, đơn vị đương lượng N của một chất là nghịch đảo của bậc thay đổi hóa trị của nó trong phản ứng : N i = 1/Z i mol với Z i : số bậc thay đổi hóa trị của nguyên tố của chất tham gia vào phản ứng (trong phản ứng oxid-hóa khử, Z i : số điện tử trao đổi, cho hoặc nhận ; trong phản ứng trao đổi Z i : điện tích của ion tham gia phản ứng) Để tính được đương lượng của các chất trong phương trình , phải viết dưới dạng oxid-hóa khử: Zn – 2e - = Zn 2+ H + + e - =1/2 H 2 1 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT => Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2 => Z Zn = 2, Z HCl = 1, Z ZnCl2 = Z Zn2+ =2, Z H2 =2 & đương lượng các chất là: N Zn =1/2 mol, N HCl =1 mol, N ZnCl2 = 1/2 mol, N H2 = 1/2 mol => C Zn = 1 mol, C HCl = 2 mol, C ZnCl2 = 1 mol, C H2 = 1mol  => số đương lượng tương ứng: n i =C i /N i =>n Zn = 2, n HCl = 2, n ZnCl2 = 2, n H2 = 2 giống  -  => H 2 là một chất khí nén, mà số mol có thể tính từ phương trình trạng thái khí lí tưởng: pV = nRT => n = pV/RT  với p : áp suất riêng phần của H 2 trong hệ. V: thể tích H 2 được sinh ra trong hệ. T : nhiệt độ tiến hành phản ứng. Đây phải là nhiệt độ tuyệt đối, nhiệt độ Kenvin( 0 K) với 0 K = 0 C (Celcius) + 273. R : hằng số khí lý tưởng. , ,  => n Zn = n H2 & nếu biết được khối lượng của Zn tham gia trong phản ứng, sẽ tìm được khối lượng phân tử của nó theo hệ thức sau : n Zn = m Zn /M Zn => M Zn = m Zn /n Zn  2 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT với: m Zn : khối lượng kẽm tham gia trong phản ứng( cân để biết trước ) 2. Ph ả n ứ ng oxid-hóa kh ử : phản ứng trao đổi điện tử, xảy ra giữa hai cặp oxid-hóa khử tham gia vào phản ứng. Khi phản ứng đạt cân bằng, thì tỉ lệ trung hòa về điện.  Phản ứng oxid-hóa khử của các nguyên tố p: Nguyên tố p là các nguyên tố có số điện tử chưa bão hòa ở lớp p. Cũng như các nguyên tố d,các nguyên tố p khi tham gia phản ứng, hóa trị của nó cũng có giá trị khác nhau tùy theo điều kiện phản ứng.T.d: Sunfua là một nguyên tố p điển hình, khi tham gia phản ứng oxid-hóa khử; có thể có các hóa trị: -2, 0, +2, +4, +6.  Phản ứng oxid-hóa khử của các nguyên tố d: Nguy6n tố d là các nguyên tố có số điện tử chưa bão hòa ở lớp d. Do lớp d chưa bão hòa nên khi tham gia phản ứng oxid-hóa khử, hóa trị của nguyên tử d rất khác nhau; tùy theo điều kiện phản ứng: môi trường, cặp oxid-hóa khử thứ hai… , làm thay đổi số oxid-hóa khử của phản ứng. T.d: Mangan là nguyên tố d ở chu kỳ 4; khi tham gia phản ứng có thể có các hóa trị: 0,+2, +4, +6, +7. II) M Ụ C ĐÍCH THÍ NGHI Ệ M: 1. Xác đ ị nh kh ố i l ư ợ ng phân t ử Nắm được phương trình trạng thái khí lí tưởng và định luật bảo toàn khối lượng, định luật đương lượng. Thông qua việc cân đo và tính toán sẽ hiểu được tính chất của chất khí, bản chất 1 phản ứng hóa học & quan hệ số mol và đương lượng(tỉ lượng). 2. Ph ả n ứ ng oxid-hóa kh ử : Theo dõi hiện tượng và cấu hình điện tử các nguyên tố,giải thích sự thay đổi hóa trị của một nguyên tố một cách khoa học. III) NGUYÊN T Ắ C & PH ƯƠ NG PHÁP TI Ế N HÀNH THÍ NGHI Ệ M 1. Nguyên t ắ c thí nghi ệ m. a) Xác định khối lượng phân tử Zn: Tiến hành phản ứng:Zn+2HCl → ZnCl 2 + H 2 3 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT Trong 1 hệ có áp suất cân bằng với áp suất khí quyển: đo áp suất khí quyển , đo thể tích khí H 2 thoát ra ở nhiệt độ t 0 -thường là nhiệt độ phòng .Dùng phương trình trạng thái khí lí tưởng, tính số mol khí H 2 thoát ra . Dùng định luật đương lượng ,tính số mol Zn tham gia vào phản ứng. Khối lượng Zn sử dụng trong phản ứng đã biết trước- miếng kẽm được cân sẵn. Từ dó tính khối lượng phân tử kẽm. b) Phản ứng oxid-hóa khử Quan sát hiện tượng xảy ra trong ống nghiệm . Viết phương trình phản ứng và giải thích sự thay đổi hóa trị của nguyên tố dựa trên cấu hình điện tử của chúng. 2. Ph ươ ng pháp thí nghi ệ m. a) Xác định khối lượng phân tử (1) Chuẩn bị thí nghiệm. - Dụng cụ theo sơ đồ 1. 4 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT 1.Bình phản ứng :bình cầu 1 cổ, đáy bằng 100ml. 2.Khóa kẹp. 3. Ống nối chữ T. 4. Burette100-200ml 5.Bình cân bằng áp suất. 6.Các ống nối cao su hoặc nhựa. 7.Nhiệt kế ,khí áp kế (nếu có). 8.Becher 100 ml. - Hóa chất: dung dịch HCl 4M=4N kẽm hạt. (2) Tiến hành thí nghiệm. - Lắp dụng cụ theo sơ đồ. - Cân chính xác = 0.1g kẽm hạt( Zn). Cho cẩn thận 12ml dung dịch HCl 4M vào bình cầu , không để dây ra thành bình. Để nghiêng bình như hình vẽ & để miếng kẽm ở trên miệng thành bình, cẩn thận không để rơi nó vào dung dịch acid trong bình. Đóng chặt nút bình lại. - Mở kẹp  và điều chỉnh bình  bằng cách nâng lên hạ xuống, sao cho mực nước trong burette  đạt đến độ chính xác ở một vạch nào đó- gọi là vạch 0 ban đầu- thì dừng lại; đồng thời kẹp chặt  lại. Thí nghiệm phải được tiến hành trong điều kiện kín hoàn toàn. Để kiểm tra độ kín của dụng cụ, phải làm như sau: hạ bình  xuống. Nếu mức chất lỏng ở burette  tụt xuống 1 chút và dừng lại & sau 1→2 phút, mức chất lỏng không thay đổi nữa, thì dụng cụ coi như kín hoàn toàn. (3) Tiến hành thí nghiệm. Sau khi thử độ kín của dụng cụ xong, ta bắt đầu thí nghiệm. Mở kẹp trên cổ bình cầu ; dựng bình cầu  thẳng đứng để miếng kẽm rơi xuống acid, rồi kẹp lại trên giá. Lúc 5 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT này, phản ứng đã bắt đầu xảy ra. Khí Hidro thoát ra, đẩy nước từ burette  sang bình .Sau khi kết thúc phản ứng, tức kẽm đã tan hết, chờ một thời gian để nhiệt độ trong bình cầu phản ứng bằng nhiệt độ khí quyển bên ngoài. Tiếp theo, ta lại nâng bình  để mức nước trong bình  và burette  ngang bằng nhau. Chờ một phút, nếu mức nước hai bên không thay đổi; ta đọc nước trện burette  & tính được thể tích khí hidro thoát ra: V H2 . Ghi kết quả thí nghiệm: - Thể tích khí hidro thoát ra: V H2 = V 1 – V 0 - Nhiệt độ không khí= nhiệt độ phòng=t 0 C - Áp suất khí quyển p a (đơn vị : mmHg) - Trong trường hợp không có khí áp kế, ta lấy p a = 1 atmosphere = 760 mmHg. - Khối lượng miếng kẽm dùng trong thí nghiệm. (4) Xử lý kết quả thí nghiệm. - Bảng kết quả thí nghiệm. Khối lượng Zn dùng trong phản ứng(g) Thể tích H 2 thoát ra: V H2 = V 1 – V 0 (ml) Nhiệt độ phòng = t 0C kk Áp suất khí quyển (mmHg) - Tính toán kết quả thí nghiệm. • Số mol khí hidro thoát ra, được tính từ phương trình trạng thái khí lí tưởng: P H2 .V H2 = n H2 .R T=>n H2 = RT VHpH 2.2  Trong đó: p H2 , V H2, n H2 : là áp suất riêng phần, thể tích & số mol khí hidro ở nhiệt độ T(nhiệt độ phòng) • Nhiệt độ phòng T: xác định bằng nhiệt kế treo tường t 0 C với T 0 K= t 0 C + 273 • Với V(ml), p(mmHg) => R = 62.400J. 0 K -1 .mol -1 . 6 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT • Hỗn hợp hơi trong bình cầu phản ứng gồm có hơi nước bão hòa ở nhiệt độ phòng và khí hidro, nên áp suất riêng phần của khí hidro tính theo công thức: p H2 = p a – p H2O - p a: áp suất khí quyển. Nếu không có khí áp kế, thì lấy P a = 760mmHg. - P H2O: áp suất hơi bão hòa của hơi nước, là một đại lượng phụ thuộc vào nhiệt độ theo bảng sau: t o C 15 20 25 30 35 40 P H2O 9,21 12,97 17,54 23,76 42,18 55,32 Khi nhiệt độ t không nằm trong các giá trị của bảng, p H2O sẽ được tính ti72 phương pháp nội suy. (1) => n H2 = n Zn Khối lượng phân tử của Zn tính được theo công thức: M Zn =m Zn /n Zn với : m Zn (gr) : khối lượng kẽm dùng để tiến hành phản ứng. b) Phản ứng oxid-hóa khử: (1) Chuẩn bị thí nghiệm: -Dụng cụ: ống nghiệm-10 cái, pipette-10 cái, giấy lọc, giấy nhám. -Hóa chất: • Dung dịch: CuSO 4 0,5N; H 2 SO 4 đđ; H 2 SO 4 2N; HCl 2N; NH 4 OH 25%; K 2 Cr 2 O 7 0,1N;Na 2 S 0,5N;KMnO 4 0,1N;NaOH 0,1N; K 3 [Fe(CN) 6 ] 0,1N; nước iod I 2 . • Các chất rắn: Na 2 SO 3 ; KNO 2 ; đinh sắt. (2) Tiến hành thí nghiệm. -Nguyên tố d: 7 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT Lấy ra một ống nghiệm. Cho vào đó 10-12 giọt CuSO 4 0,5N và bỏ vào đó một cái đinh sắt đã chà sạch bằng giấy nhám. Sau 2-3 phút, quan sát màu sắc trên bề mặt chiếc đinh và dung dịch. Tiếp ục thêm vào 2 giọt dung dịch K 3 [Fe(CN) 6 ] 0,1N. Nếu dung dịch có màu xanh đậm thì chứng tỏ có ion Fe 2+ hiện diện (màu xanh Turnbull). Viết phương trình phản ứng Fe+CuSO 4; Fe thể hiện tính khử hay tính oxi hóa? -Ngyên tố p: Ống 1 & 2 Lấy ra 2 ống nghiệm đánh số 1 và 2. Cho vào mỗi ống 2-3 giọt nước iod. Sau đó: Ống1: thêm 2-3 giọt dung dịch Na 2 S 0,5N. Ống 2: thêm vài giọt dung dịch NaOH 25%. Quan sát và ghi nhận lại sự biến đổi màu của dung dịch. Viết các phương trình phản ứng. biết rằng, một trong những sản phẩm của iod tác dụng với Na 2 S là SO 4 2- và của iod với amoniacid là nito. -Tính chất oxid-hóa của các nguyên tố, ở các mức oxid khá cao. Lấy ra 2 ống nghiệm, có đánh số: 8 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT Ống 1 & 2 Ống 1: cho vào 2-3 giọt dung dịch CuSO 4 đậm đặc( tỉ khối d=1,84kg/l). Thêm vào 3-4 giọt Na 2 s 0,5N. Dung dịch bị đục do tạo thành lưu huỳnh. Viết phương trình phản ứng. Viết cấu hình điện tử của lưu huỳnh & suy ra khả năng oxid-hóa khử của nó. Trong phản ứng trên, lưu huỳnh thể hiện tính chất gì? Ống 2: cho vào 2-3 giọt dung dịch K 2 Cr 2 O 7 0,1N; rồi thêm vào 3-4 giọt dung dịch HCl 2N; rời sau cùng thêm vào 3-4 giọt dung dịch Na 2 S 0,5N. Lúc này dung dịch có bị đục không? Ghi nhận sự biến đổi màu sắc của dung dịch. Viết cấu hình điện tử của Crom để giải thích tính oxid-hóa khử. -Tính chất oxid-hóa khử của các nguyên tố p&d ở mức oxid-hóa trung gian. Lấy 2 ống nghiệm đã đánh số, sau đó: Ống 1 & 2 Ống 1: cho vào 3-4 giọt dung dịch K 2 Cr 2 O 7 0,1N; thêm vào vài giọt dung dịch H 2 SO 4 2N và vài hạt sunfit natri Na 2 SO 3 . Ống 2: cho vào 3-4 giọt dung dịch Na 2 S 0,5N; vài giọt dung dịch H 2 SO 4 2N; cuối cùng là vài hạt sunfit natri Na 2 SO 3 . Màu sắc của ống 1 thế nào? Vì sao ống 2 bị đục? Viết phương trình phản ứng trong các ống & chỉ ra chất oxid-hóa, chất khử trong phản ứng. 9 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT -Ảnh hưởng của môi trường đến quá trình oxid-hóa khử. Lấy 3 ống nghiệm đã đánh số sau đó: Ống 1, 2, 3 Ống 1: cho vào 3-4 giọt dung dịch KMnO 4 0,1N; rồi thêm vào 2=3 giọt dung dịch H 2 SO 4 2N. Ố ng 2: cho vào 3-4 giọt dung dịch KMnO 4 0,1N; rồi thêm vào 2-3 giọt dung dịch NaOH 2N. Ống 3: cho vào 3-4 giọt dung dịch KMnO 4 0,1N; rồi thêm vào 2-3 giọt nước cất. Sau cùng, thêm vào mỗi ống 3 hạt tinh thể nitrit kali KNO 2 & và lắc cho tan hết. Sau 3-4 phút quan sát màu sắc cả 3 ống và ghi lại. Viết phương trính phản ứng xảy ra trong cả 3 ống giữa KMnO 4 và KNO 2 ; ở các môi trường khác nhau : acid, baz và trung tính. Biết rằng: ion Mangan ở những mức oxid-hóa khác nhau có những màu đặc trưng khác nhau. Trong phản ứng phụ giữa KNO 2 và KMnO 4 , ở môi trường acid có khí oxid nito NO bay ra. Viết phương trình phản ứng phụ, để giải thích hiện tượng thoát khí NO. Trong các môi trường pH>7, ph=7 & pH<7: KMnO 4 bị khử đến các mức oxid-hóa nào? 10 [...]... nhận xét 17 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT Trong quá trình hoà tan NaOH & NH4Cl ; quá trình nào thu nhiệt , quá trình nào phát nhiệt ? Tại sao ? Trong quá trình tạo muối : Khi làm bay hơi nước để thu MgSO 4, quá trình này thu hay phát nhiệt ? Phản ứng trung hoà thu hay phát nhiệt ? Giải thích & biện luận ? 18 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT BÀI 3: CÂN BẰNG HÓA HỌC VÀ TỐC ĐỘ PHẢN... nước nóng TH-HÓA PT Becher nước lạnh  Kết quả: Nhánh nhúng vào becher nước nóng sủi bọt nhiều và có màu nâu sậm hơn nhánh nhúng vào becher nước lạnh  Bước 2: nhúng một nhánh của dụng cụ vào cốc nước nóng, nhánh kia để ở nhiệt độ phòng Becher nước lạnh Nhiệt độ phòng  Bước 3: nhúng một nhánh vào becher nước đá đang tan Nhánh kia để ở nhiệt độ phòng 25 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT Becher... Thị Hạnh- K14S1 t 1 2 3 a +b a +b a +b 1 1 2 2 3 3 o 1 1 mol/s C) t= t + 10 = t + 20 = 1 TH-HÓA PT ∆τ ∆τ ∆τ 1 = 2 = 3 phản ứng = Rút ra kết luận ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng.So sánh v 1, v2, v3 và kết luận tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nhiệt độ như thế nào ? 30 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT BÀI 4: DUNG DỊCH PHÂN TỬ & DUNG DỊCH ĐIỆN LY CƠ SỞ LÝ THUYẾT: I) Dd vô cùng loãng, không... lượng dung môi và chất tan td, tc : nhiệt độ ban đầu và cuối(kết thúc )quá trình Biến thiên entalpi ∆H của quá trình được tính theo công thức : ∆H = -q M2 m2  13 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT với : M2 :khối lượng phân tử của chất tham gia vào quá trình (chất tan hoặc chất tham gia phản ứng ) ; m2 :khối lượng chất tham gia vào quá trình, được dùng trong thí nghiệm III) 1 TIẾN HÀNH THÍ... cách nhiệt làm lại tương tự thí nghiệm trên ,nhưng thay vì cân ống nghiệm chứa NaOH bằng ống nghiệm chứa NH 4Cl Đọc và ghi lại kết quả vào bảng kết quả thí nghiệm 14 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT b) Xác định hiệu ứng nhiệt phản ứng (1) Phản ứng tạo muối MgSO4 :(Xác định hiệu ứng nhiệt khi hoà tan Mg tronh dung dịch H2SO40,1 N) -Lấy vào bình cách nhiệt 100ml dung dịch H 2SO40.1N & cân khoảng... cùng của phản ứng tc Ghi các số liệu thu đựơc vào bảng kết quả Phản ứng HNO3+NaOHNaNO3 +H2O Tiến hành tương tự như trên , nhưng thay HCl 1N bằng HNO 3 1N (b) 15 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 3 TH-HÓA PT Tính toán kết quả thí nghiệm : a) Bảng số liệu & kết quả : Quá trình phản ứng NaOH Thể tích chất 100ml lỏng trong (nước cất) bình phản ứng Khối lượng ống nghiệm có hoá chất (g) Khối lượng ống nghiệm... 310C 31,50C 340C ∆H b) Các công thức tính toán : (1) Khối lượng dung dịch trong bình phản ứng : Với các bình có hoà tan chất rắn Khối l ượng chất rắn hoà tan : 16 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT mr = mt-mb & mdung dịch = mr +mH2O=mr+100 (g).V ì ở đây ta lấy 100ml nước nên m H2O =100g (2) Nhiệt độ đầu của dung dịch Với 3 thí nghiệm đầu , nhiệt độ đầu của dung dịch đã đo và ghi được Với 2...ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT BÀI 2: HIỆU ỨNG NHIỆT I) CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hiệu ứng nhiệt của các quá trình hoá học tuân theo nguyên lý I và định luật Hess : hiệu ứng nhiệt của một phản ứng chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng... chất tham gia phản ứng ban đầu) cho đến khi thiết lập cân bằng mới Ảnh hưởng của nhiệt độ lên cân bằng hóa học Xét phản ứng thuận nghịch,đồng thể,ở pha khí sau: 2 19 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT 2NO2  N2O4 (màu nâu) (1 ) (không màu) Kp = Khi cân bằng,có hệ số cân bằng : p N 2 O4 p (2 ) 2 NO 2 o ∆ ∂ ln Kp = − H 2T Từ phương trình đẳng áp Van Hoff,ta có : ∂T RT K ,T Khi ∆ H = hằng số  log... SO + H SO 2 4 2 3 +S ↓ (1 ) Theo định nghĩa, tốc độ phản ứng có thể tính theo nồng độ lưu huỳnh tạo thành: v= d Cs dτ hay v = ∆Cs (vân tốc phản ứng trung bình) ∆τ 20 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT Ở đây, khi τ = τ : lúc hai dung dịch đã bắt đầu tiếp xúc với nhau,lưu huỳnh chưa xuất hiện: Cs( τ o) = 0 Ơ thời điểm bắt đấu kết tủa , τ ,vết đục đầu tiên xuất hiện,ta xem như: Cs= 1 mol/lit ⇒v= . ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT BÀI 1: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ & PHẢN ỨNG OXID-HÓA KHỬ I) C Ơ S Ở LÝ THUY Ế T 1 dạng oxid-hóa khử: Zn – 2e - = Zn 2+ H + + e - =1/2 H 2 1 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT => Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2 => Z Zn = 2, Z HCl = 1, Z ZnCl2 = Z Zn2+ =2, Z H2. thức sau : n Zn = m Zn /M Zn => M Zn = m Zn /n Zn  2 ĐH Văn Lang -Phú Thị Hạnh- K14S1 TH-HÓA PT với: m Zn : khối lượng kẽm tham gia trong phản ứng( cân để biết trước ) 2. Ph ả n ứ ng oxid-hóa