giáo trình bài soạn thực hành hóa lý

MỘT SỐ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM VÀ CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN Loại 1: Dụng cụ thủy tinh không chia độ: ống nghiệm, bình cầu, bình hình nón, chậu thủy tinh, phễu, mặt kính đồng hồ, … Loại 2: Dụng cụ

MỞ ĐẦU

Hóa học là môn khoa học thực nghiệm, do đó việc học thực hành hóa học là rất quantrọng Thực hành hóa học giúp sinh viên cũng cố, mở rộng lý thuyết, rèn luyện kỹ năng làmthực nghiệm và phát triển năng lực nghiên cứu cho sinh viên Ngoài ra, việc học thực hànhcòn giúp sinh viên hình thành những đức tính tốt cần thiết cho công tác học tập nghiên cúunhư: tính thận trọng khi kết luận một vấn đề, tính kiên nhẫn, trung thực, …

Để đảm bảo an toàn và kết quả làm việc trong phòng thí nghiệm, mỗi sinh viên cầnphải thực hiện nghiêm túc nội quy phòng thí nghiệm

NỘI QUY PHÒNG THÍ NGHIỆM Điều 1: Trước khi vào phòng thí nghiệm, sinh viên phải chuẩn bị tốt nội dung công việc và

kiến thức của bài thí nghiệm

Điều 2: Sinh viên vào phòng thí nghiệm đúng giờ và được sự đồng ý của giáo viên hướng

dẫn Khi ra khỏi phòng thí nghiệm, sinh viên phải xin phép giáo viên hướng dẫn

Điều 3: Sinh viên phải tập trung làm thí nghiệm được quy định, không được làm những thí

nghiệm mà giáo viên không hướng dẫn Khi nào cần làm thí nghiệm ngoài bài học thì cầnphải hỏi ý kiến giáo viên hướng dẫn trước

Điều 4: Trong khi làm thí nghiệm, sinh viên phải biết tiết kiệm hóa chất và bảo vệ của công Điều 5: Trong phòng thí nghiệm phải giữ trật tự và vệ sinh Không được ăn, uống, hút thuốc

trong phòng thí nghiệm

Điều 6: Chấp hành sự phân công sắp xếp của giáo viên hướng dẫn, không được tự tiện đổi thí

nghiệm và di chuyển chỗ

Điều 7: Khi hoàn thành thí nghiệm phải rửa dụng cụ, lau và sắp xếp dụng cụ trên bàn ngăn

nắp và đẹp mắt Phải bàn giao lại dụng cụ thí nghiệm cho giáo viên hướng dẫn trước khi ra về

Điều 8: Không được mang dụng cụ và hóa chất ra khỏi phòng thí nghiệm nếu không được sự

đồng ý của giáo viên Không được đưa bạn và khách vào phòng thí nghiệm

Điều 9: Phải thực hiện đúng quy định về phòng cháy chữa cháy Khi xảy ra cháy, phải dùng

các phương tiện cứu hỏa thích hợp để dập tắt

Điều 10: Trước khi ra về phải kiểm tra tất cả các vòi khí, vòi nước, đã khóa chưa, các dụng

cụ điện đã tắt chưa Ngắt cầu dao điện nối từ dây dẫn đến dụng cụ, tắt đèn, tắt quạt

AN TOÀN TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

Sinh viên vào phòng thí nghiệm phải mặt áo choàng, phải có các thiết bị bảo hiểm

khác như đeo khẩu trang, găng cao su, kính bảo hiểm khi cần thiết.

Sinh viên phải nắm được quy tắc bảo hiểm khi làm việc với chất độc, chất ăn điện áp,chất gây bỏng, chất dễ cháy nổ, cũng như các sơ cứu khi gặp tai nạn

Các chất dễ cháy nổ (như KClO3, cồn, ….) phải để xa lửa

Không được ngửi, nếm, sờ tay lên tất cả các loại hóa chất Không được hút pipet bằngmiệng, nhất thiết phải dùng quả bóp cao su

Khi đun dung dịch trong cốc, bình nón phải có lưới amiăng Đun hóa chất trong ốngnghiệm phải quay miệng ống nghiệm về phía không người

Không dùng các dụng cụ thủy tinh đã bị nứt hay vỡ Khi lắp ống dẫn hay nhiệt kế vàonút cao su phải làm trơn bằng gixerin hay nước Nút cao su được khoan lỗ có kích thước nhỏhon một chút so với ống dẫn hoặc nhiệt kế Tay trái cầm nút cao su, tay phải dùng khăn nắmchặt phần cuối ống dẫn hay nhiệt kế đút dần vào để tránh thủy tinh bị vỡ gây sát thương

Pha loãng axit hay bazơ đặc, phải đổ axit hay bazơ vào nước, rót chậm từng lượngnhỏ, khuấy đều, tuyệt đối không được không được làm ngược lại

MỘT SỐ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM VÀ CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN

Loại 1: Dụng cụ thủy tinh không chia độ: ống nghiệm, bình cầu, bình hình nón, chậu

thủy tinh, phễu, mặt kính đồng hồ, …

Loại 2: Dụng cụ thủy tinh có chia độ: ống đong, cốc, pipet, buret, bình định mức, … Loại 3: Dụng cụ thủy tinh có tác dụng đặc biệt: bình kíp, bình tinh chế, ống sinh hàn,

được nhiệt độ cao hơn thủy tinh (có thể tới 12000C) Song có nhược điểm là nặng và khôngtrong suốt nên khó quan sát.

Dụng cụ bằng sứ thường dùng là cốc, bát cô, chén sứ, cối chày, thìa, … Dụng cụ bằng

sứ thường được sử dụng để nghiền, nung các chất, cô dung dịch, trộn các chất rắn, …

c) Dụng cụ bằng sắt, gỗ

Dụng cụ bằng sắt gồm giá sắt, kẹp sắt,, vòng kiềng, kéo gáp chén nung, lưới amiăng,

… Dụng cụ bằng gỗ có giá để ống nghiệm, cặp ống nghiệm, …

2- Một số thao tác cơ bản

a) Rửa dụng cụ hóa học

Dụng cụ để rửa thông thường là chổi lông Nếu chất bẩn không phải là nhựa, chất béo,

chất không tan trong nuớc thì có thể rửa dụng cụ bằng nước hay xà phòng

Dùng chổi phải chú ý không để đầu chổi đập vào đáy hay thành dụng cụ vì có thể làm

vỡ dụng cụ Có thể bọc đầu chổi bằng một đọan ống cao su có kích thước thích hợp

Để rửa ống nghiệm có thể làm như sau: một tay cầm ống nghiệm, một tay cầm chổi.Cho nước vào ống nghiệm và xoay chổi để lông chổi cọ vào thành và đáy ống nghiệm, đồngthời kéo chổi lên xuống để rửa toàn bộ ống nghiệm Không thúc mạnh chổi vào đáy ốngnghiệm vì như vậy dễ làm thủng ống nghiệm Cân chọn chổi thích hợp với ống nghiệm,nghiĩa là không to quá hay nhỏ quá Rửa xong bằng nước máy cần tráng lại bằng nước cất và

úp miệng ống nghiệm vào giá, nếu ống sạch thì trên thành ống không còn hạt nước bám vào,nếu ống còn bẩn thì phải rửa lại

Đối với chất bẩn không tan trong nước, có thể bằng các dung môi hữu cơ như: ete,axeton, xăng, rượu etylic, …

Thông thường dùng hỗn hợp sunfocromic, hỗn hợp dung dịch H2SO4 với KMnO4,kiềm đặc, … để rửa dụng cụ Khi rửa cần tráng đều khắp thành trong bình, nếu cần có thểngâm một thời gian Sau khi rủa bằng hỗn hợp trên cần phải rửa sạch bằng nước máy và tránglại bằng nước cất

Cách pha hỗn hợp sunfocromic (pha trong cốc sứ): Nghiền mịn 10g K2Cr2O7 rồi chovào cốc, tẩm ướt bằng 3 – 5 ml nước, rồi vừa khuấy vừa thêm 100ml dd H2SO4 đặc 98% Sau

đó rửa dụng cụ, vẫn rót hỗn hợp sunfocromic trở lại bình chứa nó chứ không đổ bỏ Hỗn hợpsunfocromic là chất oxy hóa mạnh, tác dụng lên điện áp và quần áo, phải thận trọng khi sửdụng Khi nào hỗn hợp này chuyếnang màu xanh đen thì phải thay bằng dung dịch mới Rửa

bằng hỗn hợp sunfocromic đun nóng 45 – 500C có tác dụng mạnh hơn.

Dung dịch KMnO4 4% axit hóa bằng H2SO4 đặc là một dung dịch rửa tốt Thường pha

4 – 5ml H2SO4 đặc vào 100ml dd KMnO4 4% Ngoài ra có thể pha kiềm trong rượu bằng cáchhòa tan 5 – 10g NaOH trong 100ml rượu etylic để rửa

Khi rửa dụng cụ cần chú ý:

- Dụng cụ phải rửa sạch, tráng bằng nước cất rồi mới để vào nơi qui định

- Không dụng giấy lọc, khăn mặt lau thành bên trong các dụng cụ vừa rửa xong, có thểlàm khô trong tủ sấy (trừ các dụng cụ chia độ)

- Tiết kiệm và dùng các chất rửa rẻ tiền, thu hồi dung dịch, chất quý và hóa chất rắncòn dùng được

- Các dung dịch axit, kiềm đặc, chất độc, mùi thối, … không được đổ vào chậu rửa

c) Đun nóng, chưng, nung

Đun nóng: Trong phòng thí nghiệm thường đu nóng bằng đèn cồn, bếp điện, đèn khí.

Nhiệt độ của đèn cồn khoảng 5000C Khi đun đèn cần chú ý đến lượng cồn trong đèn, cáchchâm đèn và tắt đèn Không nên rót đầy cồn vào đèn Khi châm đèn phải dùng đốm khôngđược nghiên đèn lấy lửa Tắt đèn phải đậy nắp, không được thổi

Đun chất lỏng trong bình cầu, cốc, bình hình nón, … phải đặt lưới amiăng trên giá sắt,cần thiết phải cặp vào giá bằng cặp sắt có lót Sau khi đun xong không để bình cầu, cốc, …vào chỗ lạnh, ẩm nên để trên gỗ, gấy khô để khỏi vỡ

Đun chất lỏng trong ống nghiệm, dùng cặp gỗ cặp caáh miệng ống nghiệm 1/3 chiềudài ống nghiệm từ trên xuống, cầm hơi nghiêng, miệng ống nghiệm không hướng về phía cóngười Lúc đầu hơ nhẹ toàn ống nghiệm, vừa đun vừa lắc để tránh hiện tượng chậm sôi, nếukhông dung dịch có thể sôi bùng lên và trào ra ngoài

Chưng: Chưng là phươg pháp đun nóng ở nhiệt độ không đổi Tùy theo yêu cầu của

thí nghiệm mà dùng phương pháp thích hợp: chưng cách thủy, chưng cách cát, chưng cáchdầu, …

Nung: Nung là đun nóng ở nhiệt độ cao, thường dùng lò nung đạt nhiệt độ từ 10000 –

12000C Dụng cụ đun nóng bằng thuờng bằng sắt, thạch anh, chén niken hay thủy tinh chịunhiệt, …

d) Hòa tan

Để pha chế các thuốc thử trong phòng thí nghiệm thường phải hòa tan các chất tantrong dung môi (chất rắn trong chất lỏng, chất lỏng trong chất lỏng, chất khí trong chất lỏng).Nếu là chất rắn phải nghiền nhỏ, khuấy đều, khi cần thiết có thể đun nóng Hòa tan hai chấtlỏng cần lắc bình luôn để cho dung dịch đồng nhất Tùy theo lượng chất hòa tan mà chọndụng cụ thích hợp Những dụng cụ hòa tan, thường dùng là ống nghiệm, bình hình nón, cốc,

… Hòa tan trong ống nghiệm thì phải lắc ngang, hòa tan trong bình cầu, bình nón, … thì phảilắc tròn Hòa tan trong cốc phải khuấy dung dịch bằng đũa thủy tinh có đầu bọc cao su Nếucần khuấy lâu dùng máy khuấy từ hoặc động cơ chạy đũa khuấy

e) Tách các chất

Có nhiều phương pháp tách những chất rắn không hòa tan ra khỏi những chất lỏng:phương pháp làm bay hơi, kết tinh, li tâm, lọc, …

Phương pháp làm bay hơi dung môi: có thể tách chất tan ra khỏi dung môi Nếu

lượng dung môi bé, tự bay hơi ra ngoài khôg khí, trên mặt kính đồng hồ hay bát sứ, khi cần cóthể đun nhẹ Nếu dung môi dễ cháy hay quý phải dùng phương pháp cất để thu hồi

Kết tinh: Khi kết tinh một chất trong dung môi, chất tan kết tủa thành tinh thể lớn nếu

hạ nhiệt độ chậm, còn hạ nhiệt độ nhanh thu được tinh thể nhỏ Thường xảy ra hiện tượng quábão hòa của dung dịch, hiện tượng này có thể tránh được bằng cách cho một tinh thể của chất

đó vào hoặc cọ nhẹ thành bình bằng đũa thủy tinh Sau khi kết tinh xong, tinh thể được lọc rakhỏi dung môi trên phểu lọc và rửa bằng một ít dung môi để làm sạch bề mặt tinh thể, ròi làmkhô tinh thể

Li tâm: Trường hợp những chất kết tủa không lắng xuống hoặc lắng xuống rất chậm,

thì phải dùng máy li tâm để tăng tốc độ lắng của kết tủa Có thể sử djng máy li tâm quay taydùng cho 2 ống nghiệm, từng cặp các ống nghiệm nằm trên trục 1800 và có khối lượng bằngnhau Sau khi li tâm, chất kết tủa lắng xuống dưới được gạn sạch và hút bằng ống hút

Lọc: Lọc là phương phương pháp tách hoàn toàn tướng rắn ra khỏi tướng lỏng Có

nhiều cách lọc như: lọc thường, lọc dưới áp suất thấp, lọc nóng, …

Lọc thường: dùng phễu thủy tinh và giấy lọc Giấy lọc có thành phần hóa học tinh

khiết, dạng sợi tạo thành lỗ xốp nhỏ Nếu lọc để lấy kết tủa thì kết tủa không được choán quánửa giấy lọc, nếu lọc để lấy dung dịch thì giấy lọc được gấp nhiều nếp Việc chọn giấy lọcđường kính là bao nhiêu phụ thuộc vào đường kính của phễu Giấy lọc thường quy ướt theo

- Băng vàng hay đen thì đưòng kính lỗ giấy lọc là 0,01 mm

- Băng trắng thì đường kính lỗ giấy lọc là 0,003 mm

- Băng xanh thì đường kính lỗ rất nhỏ khoảng 0,001 – 0,0025mm

Lọc dưới áp suất thấp: Khi cần lọc nhanh và muốn thu được kết tủa khô phải dùng

Một bơm chân không hay bơm hút hơi bằng sức nước (4)

Đáy phễu khi lọc phải lót bằng tờ giấy lọc tẩm ướt bằng nước (hoặc dung môi) Đốivới dd axit mạnh hay bazơ mạnh làm hỏng giấy phải dùng phễu có màmg lọc bằng thủy tinh

có độ xốp khác nhau, có thể tùy thuộc vào kết tủa Sau đó cho chậy bơm, dòng nuớc mạnh sẽcuốn không khí trong bình (1), (2) ra ngoài làm cho áp suất trong bình nhỏ hơn áp suất bênngoài Do đó, dd trong phễu (3) bị hút nhanh và kiệt nước Tách bình bunsen ra khỏi hệ thốngchân không rồi tắt bơm

Lọc nóng: Lọc nóng chỉ áp dụng khi lọc những chất dễ kết tinh ở nhệt độ thường Có

thể dùng phễu thủy tinh mà thành phễu có hai lớp Nước nóng hoặc hơi nước nóng đi qaulòng thành phễu Ngoài ra, còn có hai loại phễu nóng dùng điện

f) Rửa kết tủa

Có hai cách rửa kết tủa: rửa gạn và trửa trên phễu Rửa gạn thường dùng với kết tủanặng và to Cho chất lỏng định dùng để rửa và kết tủa và trong một cốc, dùng đũa thủy tinhkhuấy đều dd, để một lúc kết tủa lắng xuống, gạn hết nước rửa ra ngoài rồi rửa tiếp lần sau.Cuối cùng cho toàn bộ kết tủa vào phễu lọc, rửa một lần trên giấy lọc Để hạn chế sự hòa tankết tủa cần rửa với luợng chất lỏng ít nhất và rửa nhiều lần

Nếu kết tủa bé và nhẹ thì rửa ngay trên giấy lọc, dùng bình tia, tia mạnh nước vào kếttủa Rửa đi rửa lại nhiều lần, mỗi lần rửa phải chờ cho nước lần trước chảy hết rồi mới rửatiếp lần sau

Chọn chất lỏng để rửa phụ thuộc vào độ hòa tan của kết tủa trong dung môi, thườngdùng nuớc để rửa (nóng hoặc lạnh), đôi khi dùg dd axit, kiềm loãng hoặc các dm hữu cơ Nếu

độ tan của kết tủa ít thay đổi với nhiệt độ có thể dùng nước nóng để rửa Những chất dễ bịthủy phân thì dùng dd axit hay kiềm nguội Những kết tủa dễ tan trong nước thì dùng nước đá

hoặc các dung môi hữu cơ.

Khi chọn chất làm khô cần chú ý đến khả năng tương tác hóa học của chất đó với khí.Tùy thuộc vào trạng thái vật lý của chất làm khô mà dùng dụng cụ thích hợp Ví dụ, chất làmkhô ở dạng rắn có thể dùng ống thẳng hoặc ống chữ U, nếu chất lỏng dùng bình Tisenco,Drechsell, …

Tốc độ dòng khí ảnh hưởng hiều đến kết qủa làm khô, tốt nhất phải cho dòng khí đichậm qua chất làm khô

 Thí nghiệm 2: Điều chế barisunphat

Lấy 3 ml dd bão hòa BaCl2 cho vào ống nghiệm to

Nhỏ từ từ 4 ml dd bão hòa Na2SO4 và lắc mạnh Quan sát hiện tượng xảy ra

Lọc kết tủa thu được trên phễu lọc thường Rửa kết tủa nhiều lần bằng nước cất chođến khi trong nước rửa không còn ion clorua

Nhận biết sự có mặt của ion Cl- trong nước rửa bằng caáh nhỏ vài giọt dd AgNO3 Viết phương trình phản ứng

NỘI DUNG THỰC HÀNH

PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LƯỢNG KẾ

1.1 Mục đích:

Xác định đươc: - Xác định được nhiệt dung của hệ nhiệt lượng kế

- Xác định nhiệt hoà tan của KI trong nước

- Xác định nhiệt phản ứng trung hoà

1 ống hút 5ml, 1 bình định mức 500mlHoá chất: KNO3, KI, KCl

H2SO4 5N, NaOH 0,05N

1.4 Tiến hành thí nghiệm

1.4.1 Xác định được nhiệt dung của hệ nhiệt lượng kế

Rửa sạch bình nhiệt lượng kế Đong chính xác 500 ml nước cất đổ vào bình nhiệtlượng kế

Cân ampul khô trên cân phân tích Cho vào ampul khoảng 5g KNO3 (lượng hoá chấtnày phải được cân khô trên cân kỹ thuật) Cân lại ampul có chứa hoá chất trên cân phân tích

và tính khối lượng chính xác KNO3 (m) chứa trong ampul

Lắp toàn bộ hệ thống nhiệt lượng kế như hình 1.1

a) Giai đoạn trước phản ứng:

Chưa chọc thủng ampul, khuấy đều tay và ghi nhiệt độ sau 30 giây một lần Do sự traođổi nhiệt giữa bình nhiệt lượng kế với môi trường xung quanh có thể quan sát thấy sự tăng

hoặc giảm nhiệt độ theo thời gian Khi nhiệt độ bắt đầu thay đổi ổn định, không vượt quá0,020/phút, thì đo thêm 10 – 12 điểm Những điểm này tạo nên giai đoạn đầu của thí nghiệm(đoạn AB – hình 1.2)

(1)

(2) (3)

c) Giai đoạn phản ứng:

Tiếp tục khuấy và ghi nhiệt độ trong 7 – 8 phút nữa để được khoảng 12 – 15 điểm cónhiệt độ thay đổi đều theo thời gian (biến thiên dưới 0,020/phút)

Vẽ đường biểu diễn biến thiên nhiệt độ theo thời gian và tính T

Gọi nhiệt hoà tan của KNO3 là H kJ/mol

3

KNO

 , m là khối lượng của KNO3 và T

là độ biến thiên nhiệt độ được xác định bằng đồ thị, ta có:

T

H.M

mC

3 3

KNO KNO









Với HKNO 3lấy đúng giá trị ứng với nồng độ và nhiệt độ thí nghiệm

Bảng 1.1: Nhiệt hoá tan tích phân của KNO 3 trong nước ở 25 0 C

mol m

3

KNO 34,93 35,03 35,02 34,94 34,77

1.4.2 Xác định được nhiệt hoà tan của KI trong nước

Đong chính xác 500 ml nước cất đổ vào bình nhiệt lượng kế

Cân khoảng 8 g KI bằng cân phân tích vào ampul đã sấy khô, thực hiện cân như đãtrình bày ở phần (1.4.1)

Lắp hệ thống nhiệt lượng kế; tiến hành đô nhiệt độ theo thời gian và xác định Tnhư đã làm với KNO3

Tính nhiệt hoà tan của KI trong nước:

KI

KI p ht

M C T



Với Cp là nhiệt dung của hệ nhiệt lượng kế được xác định từ phần 1.4.1

1.4.3 Xác định nhiệt phản ứng trung hoà

Cho vào bình nhiệtlượng kế 500 ml dung dịch NaOH 0,05N, cho vào ampul kho 5 ml

H2SO4 5N

Lắp hệ thống như 2 thí nghiệm trên

Cách tính nhiệt trung hoà:

Vẽ đường biểu diễn bíen thiên của nhiệt độ theo thiời gian để xác dịnh biến thiên T

Ta cĩ:  Htoả ra   Cp  T (với Cp là nhiệt dung của nhiệt lượng kế xác định từ thínghiệm 1.4.1)

Nhiệt tỏa ra ứng với sự tạo thành 1 mol nước từ phản ứng trung hồ, sẽ bằng:

n

T C

 toả ra/1mol

(với n là số mol nước mới tạo thành do phản ứng trung hồ trong bình nhiệt lượng kế)

Hiệu ứng nhiệt toả ra xác định theo phhương trình:

n

T C





 toả ra/1mol bao gồm

2 phần: tổng nhiệt pha lỗng của NaOH và H2SO4 và nhiệt trung hồ, do đĩ:

loãng pha ra

Hphaloãng (tr sổ tay hố lý)

Chú ý: Khi xét nhiệt pha lỗng của axit trong biểu thức  Htrunghoà   H toả ra   H pha loãng

cần tính đến số mol axit tham gia vàp phản ứung để tạo 1 mol nước

- Nhiệt độ nóng chảy là nhiệt độ tại đó chất rắn chuyển từ trạng thái rắn sang lỏng.

- Nếu nhiệt độ nóng chảy của chất hữu cơ chỉ thay đổi trong khoảng 0,5 ® 1°C thì xem

là tinh khiết

2.2.2 Nhiệt độ sôi

Nhiệt độ sôi là nhiệt độ tại đó có sự hoá hơi xảy ra trong lòng chất lỏng

Nhiệt độ sôi tạo thành áp suất bên ngoài Áp suất cao nhiệt độ sôi cao, áp giảm nhiệt

Nước cất

2.4 Tiến hành thí nghiệm

 Thí nghiệm 1: Ðo nhiệt độ nóng chảy

- Cho chất rắn vào ống mao dẫn khoảng 0,001® 0,05 g (chất rắn thật khô, tán nhỏ) cộtchất trong mao dẫn cao khoảng 2 - 5 mm là được

- Buộc ống mao dẫn vào nhiệt kế bằng dây cao su, chất rắn trong mao dẫn nằm ngangbầu thủy ngân đum chậm 1 phút tăng chừng 2°C, nhiệt độ tại đó, chất rắn bắt đầu hóa lỏng,nhiệt độ tại đó chất rắn chảy hết

- Trị số điểm nóng chảy bằng trung bình cộng 2 điểm nóng chảy đó

 Thí nghiệm 2: Ðo nhiệt độ sôi (điểm sôi): Xác định điểm sôi theo phương pháp

- Ðun becher từ từ với vận tốc khoảng 2°C trong một phút Không khí thoát ra chậmthành u bọt nhỏ từ đầu của ống mao dẫn nhỏ

- Nhiệt độ sôi là nhiệt độ tại đó các bọt khí này thoát nhanh và liên tục

- Kết quả chính xác hơn ta ngừng đun, dòng bọt thoát ta sẽ chậm lại Khi bọt cuốicùng xuất hiện và chất lỏng có khuynh hướng bị hút vào ống dẫn Ta đọc nhiệt độ ở đó sẽchính xác hơn

Bài 3:

CÂN BẰNG HÓA HỌC 3.1 Mục đích

Xét 1 số phản ứng cân bằng có thể quan sát được qua một số hiện tượng,nhằm chứng

tỏ nguyên lý Le Chatelier

3.2 Tóm tắc nội dung

Phần lớn phản ứng dù thực hiện trong bao nhiêu lâu cũng không đến cùng được, nghĩa

là vẫn còn các chất đầu, những phản ứng đó gọi là phản ứng thuận nghịch

Loại phản ứng thuận nghịch này được giải thích là do khi các sản phẩm được tạothành khi nồng độ đủ lớn sẽ va chạm với nhau và tác dụng với nhau để cho lại các chất đầu

Và khi nồng độ sản phẩm càng nhiều thì tốc độ phản ứng nghịch càng lớn trong khinồng độ các chất phản ứng càng giảm thì tốc độ phản ứng thuận càng giảm, đến một lúc nào

đó khi tốc độ phản ứng thuận bằng với tốc độ phản ứng nghịch, ta nói phản ứng đạt tới trạngthái cân bằng

Khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng, phản ứng không dừng lại mà vẫn tiếp tụctiếp diễn, tức là các chất vẫn tiếp tục tác dụng với nhau, nhưng vì lúc ấy tốc độ phản ứngthuận bằng với tốc độ phản ứng nghịch, nên nồng độ các chất vẫn không đổi

Trạng thái cân bằng sẽ giữ vĩnh viễn nếu điều kiện bên ngoài (nhiệt độ, áp suất, nồngđộ) không ảnh hưởng đến phản ứng Nhung nếu điều kiện bên ngoài thay đổi, thì cân bằng cũ

bị phá vỡ và thiết lập 1 cân bằng mới, ta nói cân bằng bị dịch chuyển Sự chuyển dịch cânbằng này có thể tóm gọn bởi nguyên lý Le Chatelier:

“Khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng, nếu ta thay đổi một trong các yếu tố nhiệt

độ, áp suất, nồng độ thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều chống lại sự thay đổi đó”

Màu: đỏ nâu không màu đỏ đậm

So sánh sự đổi màu của dung dịch khi ta tăng nồng dộ của1 trong các chất so với ốngchuẩn (ống chứng)





ml 50 H

1ml

0,1M SCN

1ml

0,1M

2 O :

: NH

: FeCl

4 3

® trộn kỹ rồi chia đều dung dịch nàyvào 5 ống nghiệm Để 1 ống làm chứng cịn 4 ống nghgiệm đáng số thứ tự 1, 2, 3, 4

- Ống 1: Cho vào 2 gọt dung dịch NH4SCN 0,1M

- Ống 2: Cho vào 2 gọt dung dịch FeCl3 0,1M

- Ống 3: Cho vào 2 gọt dung dịch NH4Cl 0,1M

® Lắc đều, so sánh màu từng ống với ống chuẩn Ghi kết quả so màu (đạm hay nhạt) vàobảng sau, rồi giải thích

- Ống 4: Cho vào bình điều nhiệt khoảng 5 phút (để mặt thống của dung dịch thấphơn mặt nước trong binh cách thuỷ) đén khi nhiệt độ của dd bằng với nhiệt độ của bìnhcách thuỷ, thì lây ra so màu với ống chuẩn

Ống nghiệm Hố chất thêm vào Màu so với ống chuẩn

Pb 2+ + 2Cl - PbCl2

dd không màu dd không màu tinh thể trắng

- Pha chế 10 ml dd PbCl2 bão hồ từ PbCl2 tinh thể và nước cất trong 1 cốc loại 50 ml,rồi chia đều dung dịch sang 2 ống nghiệm

- Thêm vào mỗi ống nghgiệm 5 ml dung dịch NaCl 1M Trộn đều, rồi để yên trên giákhoảng 2 phút Ghi kết quả quan sát được vào bảng sau

- Chưng cách thuỷ 1 ống nghiệm trong số 2 ống nghiệm trên trong 10 phút, lắc đềuống nghiệm khi chưng

- Lấy ống nghiệm ra và quan sát so sánh với ống nghiệm kia Ghi kết quả quan sátđược vào bảng sau:

Sau khi thêm NaClSau khi đun nĩng

Bài 4:

XÁC ĐỊNH NHIỆT HOÀ TAN VÀ NHIỆT TRUNG HÒA

4.1 Mục đích

Xác định nhiệt hoà tan của KCl

Xác định hiệu ứng nhiệt phản ứng trung hoà axit mạnh – bazơ mạnh

4.2 Tóm tắc nội dung

Quá trình hoà tan chất rắn vào chất lỏng bao gồm 2 giai đoạn:

- Các phần tử (phân tử, nguyên tử hoặc ion) trên bề mặt chất rắn dao động khôngngừng và dưới tác dụng lôi kéo của các phần tử dung môi có cực, dần dần bị tách ra khỏimạng lưới tinh thể Quá trình lý học này tiêu tốn 1 năng lượng để phá vỡ mạng lưới tinh thể

và phân tán các tiểu phân chất tan ra toàn bộ thể tích dung dịch, ta gọi năng lượng này là nhiệtchuyển pha và ký hiệu  H cp (ta có:  H cp< 0)

- Các phân tử chất tan kết hợp với các phân tử dung môi có cực tạo nên hợp chất cótên là các sonvat (nếu dung môi nước gọi là hiđrat) Quá trình hoá học này toả ra 1 nhiệtlượng gọi là nhiệt sonvat hóa và ký hiệu  H s (ta có:  H s< 0)

Hiệu ứng nhiệt  H tcủa quá trình hoà tan bằng tổng đại số hiệu ứng của 2 quá trình:

s cp

H    

Nếu  H s   H cp , thì quá trình hoà tan phát nhiệt ( Ht  0)

Nếu  H s   H cp , thì quá trình hoà tan thu nhiệt ( Ht  0)

Để xác định nhiệt hòa tan, ta sử dụng nhiệt lượng kế

Với 1 quá trình chưa biết hiệu ứng nhiệt, nếu biến thiên nhiệt độ (T2 – T1) và nhiệtdung của hệ nhiệt lượng kế C, ta có thể tính được hiệu ứng nhiệt của quá trình đó:

 2 1

t CT T



Ngược lại, nếu biết hiệu ứng nhiệt của 1 quá trình và xáv định được biến thiên nhiệt

độ thì ta có thể tính được nhiệt dung trung bình của hệ:

T

H C







Trong bài thí nghiệm này, ta sử dụng muối KNO3 là chất đã biết nhiệt hoà tan

Ht 8,52kcal/mol để xác định nhiệt dung hệ nhiệt lượng kế Sau khi biết nhiệt dung

lượng kế, ta xác định nhiệt hòa tan KCl.

Phản ứng trung hòa là phản ứng tỏa nhiệt

Hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa là nhiệt lượng toả ra khi 1 đlg axit tác dụng với

1 đlg bazơ Trong trường hợp pứ trung hòa xảy ra giữa axit mạnh và bazơ mạnh, quá trìnhtrung hoà có thể viết:

H3O+ + OH-  ® 2H2O Htrung hòa

Do đó, hiệu ứng nhiệt pứ trung hòa xảy ra giữa axit mạnh và bazơ mạnh có thể xemnhư là nhiệt pứ tạo thành H2O từ ion H3O+ và ion OH- Lượng nhiệt này không thay đổi khithay các axit hay bazơ mạnh khác nhau

Ta cũng dùng phương pháp nhiệt lượng kế để xác định nhiệt trung hòa

4.3 Dụng cụ và hoá chất

 Dụng cụ:

Bình nhiệt lượng kế có que khuấy, bình định mức 500 ml,

Cốc thuỷ tinh 100ml, ống đong 5 ml, pipet 5 ml có chia khoảng 0,1 ml, pipet 25 ml cóchia khoảng 0,1 ml

Nhiệt kế Beckmann, kính lúp, đồng hồ bấm giây

 Hoá chất:

KNO3, KCl đều được sấy khô từ trước

Dung dịch H2SO4 5N và dd NaOH 0,05N

4.4 Tiến hành thí nghiệm

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

- Rửa sạch bình nhiệt lượng kế Đong chính xác 500 ml nước cất đổ vào bình nhiệtlượng kế

- Cân chính xác 5g KNO3 cho vào ampun khô

- Lắp toàn bộ hệ thống nhiệt lượng kế như hình vẽ sau:

Giai đoạn đầu: Chưa chọc thủng ampun, bật điện, bấm đồng hồ và ghgi 30 giây 1 lần.

KHi được khoảng 10 điểm nhiệt độ thay đổi đều theo thời gian (biến thiên khoảng 0,04o/phút)thì mới chuyển sang giai đoạn chính

Giai đoạn chính: Vẫn tiếp tục khuấy, chọc thủng ampun bằng đũa thuỷ tinh sao cho

nút cao su rớt xuống, không rút đũa ra khỏi bình nhiệt lượng kế Lúc này, nhiệt độ thay đổinhanh Cứ 5 giây ghi nhiệt độ 1 lần Giai đoạn chính kéo dài không tới nửa phút

Giai đoạn cuối: Tiếp tục khuấy và ghi nhiệt độ trong 5 – 6 phút nữa để được khoảng

10 điểm nhiệt độ thay đổi đều theo thời gian (biến thiên khoảng 0,04o/phút) Tháo dụng cụ, đổ

dd và rửa sạch nhiệt lượng kế để làm thí nghiệm sau

Tính toán: Trên giáy vẽ kỹ thuật, vẽ đương biểu diễn biến thiên nhiệt độ theo thời

gian, rồi xác định T

- Gọi: nhiệt hoà tan của KNO3 là  HKNO3kcal / mol,

m là khối lượng của KNO3

M là phân tử lượng của KNO3

1

2 T T

 Thí nghiệm 2: Xác định nhiệt hoà tan của KCl trong nước.

- Dùng ống đong đong chính xác 500 ml nước cất đổ vào nhiệt lượng kế

- Cân khoảng 10g KCl cho vào ampun đã sấy khô

- Lắp ampun vào nhiệt lượng kế, tiến hành xác định T của quá trình hoà tan KCl như

đã làm ở trên với KNO3

Tương tự ta tính được kết quả nhiệt hoà tan KCl trong nước là:

m

M C T

HKCl 

Với: m: khối lượng KCl đem thí nghiệm

M: phân tử lượng KClC: nhiệt dung của hệ nhiệt lượng đã xác định từ thí nghiệm trên

 Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt pha loãng của dd H2SO4 từ 5N xuống 0,5N

- Cho vào bình nhiệt kế 500 ml nước cất,

- Cho vào ampun 5 ml dd H2SO4 5N

- Lắp ampun vào nhiệt lượng kế

Tiến hành Xác định T của quá trình pha lỗng H2SO4 như đã làm trong các thínghiệm ở trên

Cách tính:

Pha lỗng dd axit H2SO4 5N thành 0,05N là 1 quá trình toả nhiệt

Vẽ đường biểu diễn (T - thời gian), ta cĩ nhiệt lượng toả ra khi pha lỗng0,025 mol H+ là:  Hpl   C  T (với C đã tính ở trên)

Vậy nhiệt pha lỗng quy về 1 mol ion H+ là:  Hpl   C.nT   0C,025.T

- Cho vào bình nhiệt kế 500 ml dd NaOH 0,05N

- Cho vào ampun 5 ml dd H2SO4 5N

- Lắp ampun vào nhiệt lượng kế

Tiến hành Xác định T của quá trình trung hịa H2SO4 bằng NaOH như đã làm trongcác thí nghiệm ở trên

Vì nhiệt lượng tỏa ra trong thí nghiệm gồm 2 phần:

- Nhiệt pha lồng dd H2SO4

- Nhiệt trung hồTức là:  H tỏa ra   H trung hòa   H pha loãng

Nên:  H trung hòa   H tỏa ra  H  pha loãng