báo cáo kế quả thí nghiệm hóa lý đại học bà rịa vũng tàu

Bài 1: HẰNG SỐ CÂN BẰNG I. MỤC ĐÍCH Xác định hằng số cân bằng của phản ứng: KI + I 2  KI 3 (1) Trong dung dịch nước II. KIẾN THỨC LÍ THUYẾT Hằng số cân bằng của phản ứng ( 1) K c = Nồng độ của iot có thể được xác định nhờ phương pháp chuẩn độ bằng Na 2 S 2 O 3 với chỉ thị hồ tinh bột theo phương trình ; I 2 + 2Na 2 S 2 O 3  Na 2 S 4 O 6 + 2NaI (2) III. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 1. Xác định hệ số phân bố của I 2 giữa lớp CCl 4 và lớp H 2 O Lấy vào hai bình nón nút nhám 1 và 2: Bình 1: 150ml H 2 O bão hòa I 2 + 10 ml CCl 4 Bình 2: 150ml nước cất + 10ml CCl 4 bão hòa I 2 Đậy nút kín hai bình và lắc t rong khoảng 1 giờ. Ngừng lắc và chuyển hỗn hợp sang phễu chiết 1 và 2 tương ứng, để yên cho hỗn hợp tách lớp và chiết riêng lớp CCl 4 ở bình 1, bình 2 vào lần lượt bình 1a và 2a tương ứng, lớp H 2 O vào bình 1b và 2b tương ứng. Chuẩn độ lớp hữu cơ: Dùng pipet lấy 2ml dung dịch CCl 4 ở bình 1a, 2a cho vào lần lượt hai bình có chứa sẵn 25 ml KI 0,1 N rồi cho thêm khoảng 5 giọt hồt tinh bột. Sau đó, tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch Na 2 S 2 O 3 0,01N Chuẩn độ lớp H 2 O: Dùng pipet lấy 20 ml dung dịch H 2 O (ở bình 1b, 2b) cho cho vào lần lượt hai bình có chứa sẵn 5 ,0 ml dung dịch KI 0,1 N rồi cho thêm khoảng 5 giọt hồ tinh bột. Sau đó, tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch Na 2 S 2 O 3 0,001N Phương pháp xử lý số liệu: Gọi số ml dd Na 2 S 2 O 3 có nồng độ là N ( trong trường hợp này là 0,01N đố với lớp CCl 4 và 0,001N đối với lớp nước , tiêu tốn V ml trong quá trình chuẩn độ, số ml dung dịch mẫu thử là V o , N o là nồng độ đương lượng của I 2 ta có N o .V o = V.N mặt khác theo phương trình phản ứng ( 2) N o = 2C do đó nồng độ phân tử gam của I 2 : N 0 =2C=V.N/ 2V O mol/l Số ml Na 2 S 2 O 3 dùng chuẩn độ Bình 1 Bình 2 1a (LớpCCl 4 ) 1b (lớp H 2 O) 2a (LớpCCl 4 ) 2b (lớp H 2 O) 1 24.6 3.6 130 14.5 2 25.3 3.5 129.5 12.6 3 25.6 3.6 131 12.3 Trung bình 21.83 3.57 130.17 13.13 Nồng độ I 2 ( mol/l) 0.0545 8.925*10 -5 0.3254 3.282*10 -4 2. Xác định nồng độ các chất tham gia phản ứng và hằng số cân bằng Lấy vào 3 bình nón có nút nhám 3,4,5: Bình 3: 50ml dd KI 0,1N và 10ml CCl 4 bão hòa I 2 . Bình 4: 50ml dd KI 0,05N và 10ml CCl 4 bão hòa I 2 . Bình 5: 50ml dd KI 0,1N và 5ml CCl 4 bão hòa I 2 và 5ml CCl 4 Đậy nút kín hai bình và lắc t rong khoảng 1 giờ. Ngừng lắc và chuyển hỗn hợp sang phễu chiết 1,2 và 3 tương ứng, để yên cho hỗn hợp tách lớp và chiết riêng lớp CCl 4 ở bình 1, bình 2,3 vào lần lượt bình 3a,4a,5a tương ứng, lớp H 2 O vào bình 3b,4b,5b tương ứng. Chuẩn độ lớp hữu cơ: Dùng pipet lấy 2ml dung dịch CCl 4 ở bình 3a,4a,5a cho vào lần lượt hai bình có chứa sẵn 25 ml KI 0,1 N rồi cho thêm khoảng 5 giọt hồt tinh bột. Sau đó, tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch Na 2 S 2 O 3 0,01N Chuẩn độ lớp H 2 O: Dùng pipet lấy 20 ml dung dịch H 2 O (ở bình 3b,4b,5b) cho cho vào lần lượt hai bình có chứa sẵn 5 ,0 ml dung dịch KI 0,1 N rồi cho thêm khoảng 5 giọt hồ tinh bột. Sau đó, tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch Na 2 S 2 O 3 0,001N Bảng kết quả Số ml Na 2 S 2 O 3 dùng chuẩn độ Bình 3 Bình 4 Bình 5 3a 3b 4a 4b 5a 5b 1 27.2 125.9 40.8 98.5 11.3 71.1 2 27.3 125.8 41.4 98.6 11.4 71 3 27.1 125.6 41.9 98.5 11.3 71.2 Trung bình 27.2 125.7 41.4 98.53 11.33 71.1 Cách tính toán K c Dựa vào bảng 1, ta tính K pb =[I 2 ] CCl4 /[I 2 ] H2O =(K pb1 + K pb2 )/2=(610.64+991.46)/2=801.05 Mà K pb1 ==610.64 và K pb2 ==991.46 Dựa vào bảng 2 ta tính được [ I 2 ] CCl4 và nồng độ tổng cộng C’= [ I 2 ]+[KI 3 ] Trong từng bình Bình 3: [ I 2 ] CCl4 =0.068 (N)  [I 2 ] H2O =[ I 2 ]=[ I 2 ] CCl4 /K pb =0.068/801.05=8.49*10^-5 (N) và C’=3.1425*10^-3 [KI 3 ]=C’-[ I 2 ]= 3.1425*10^-3 - 8.49*10^-5 =3.06*10^-3 (N) [KI]=C KI – [KI 3 ]= 0.1-3.06*10^-3 =0.097 (N) Vậy K C3 =[KI 3 ]/ [KI]* [I 2 ]= 3.06*10^-3 /(0.097 *8.49*10^-5)=371.57 Bình 4: [ I 2 ] CCl4 =0.104 (N)  [I 2 ] H2O =[ I 2 ]= [ I 2 ] CCl4 /K pb = 0.104/801.05=1.3*10^-4 (N) Và C’ = 2.46*10^-3[KI 3 ]=C’-[ I 2 ]= 2.46*10^-3 – 1.3*10^-4= 2.33*10^-3 (N) [KI]=C KI – [KI 3 ]=0.05 – 2.33*10^-3= 0.048 (N) Vậy K C4 =[KI 3 ]/ [KI]* [I 2 ]= 2.33*10^-3/(0.048*1.3*10^-4)=373.39 Bình 5; [ I 2 ] CCl4 = 0.028 (N)  [I 2 ] H2O =[ I 2 ]= [ I 2 ] CCl4 /K pb = 3.49*10^-5 (N) Và C’= 1.78*10^-3[KI 3 ]=C’-[ I 2 ]=1.75*10^-3 (N) [KI]=C KI – [KI 3 ]= 0.1- 1.75*10^-3= 0.098 (N) Vậy K C4 =[KI 3 ]/ [KI]* [I 2 ]=511.66 Hằng số cân bằng ; = (K C3 +K C4 +K C5 )/3=(371.57+373.39+511.66)/3=418.87 Tính sai số K C3 -= 371.57-418.87=-47.3 K C4 -=373.39-418.87=-45.48 K C5 -=92.79 =61.86 Vậy K C = = 461.22+61.86 Bài 2: PHẢN ỨNG THỦY PHÂN ESTE I. MỤC ĐÍCH Xác định hằng số tốc độ phản ứng và năng lượng hoạt động hoá của phản ứng thủy phân etyl axetat bằng dung dịch kiềm. II. LÝ THUYẾT Phản ứng thuỷ phân etyl axetat xảy ra theo phương trình: CH 3 COOC 2 H 5 + NaOH  CH 3 COONa + C 2 H 5 OH (1) Đây là phản ứng bậc hai , tốc độ của phản ứng t ỉ l ệ thuận với nồng độ este và kiềm: e k dC kC C dt − = Và hằng số tốc độ phản ứng 0 0 0 0 0 0 ( ) 2.303 lg ( ) ( ) e k x k e k e x C C C k t C C C C C − = − − ở đây 0 0 à e k C v C là nồng độ ban đầu của este và kiềm C x là nồng độ của este và kiềm đã phản ứng sau thời gian t. C e = 0 e C - C x và C k = 0 k C - C x là nồng độ của este và kiềm ở thời điểm t Bằng cách chuẩn độ lại lượng NaOH còn lại trong phản ứng ở từng thời điểm khác nhau có thể tính được C x từ đó xác định được k III. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ Lấy hai bình cầu đáy bằng dung tích 200 ml có nút đậy kín (tốt nhất là nút nhám). Dùng bình định mức lấy 100 ml dung dịch este etyl axetat 1/60 cho vào một bình và 100ml dd NaOH 1/40 N vào bình kia (lượng NaOH dùng dư để phản ứng thủy phân xảy ra hoàn toàn). Đậy kín hai bình để tránh este bay đi và CO 2 tan vào dung dịch NaOH Ngâm cả hai bình vào máy điều hòa nhiệt độ ở 30 0 C. Sau 10 ÷ 15 thì bắt đầu đổ nhanh bình đựng dung dịch NaOH vào bình đựng este, đậy nút, lắc đều hỗn hợp, ghi thời gian coi như đó là lúc bắt đầu phản ứng. Đồng thời dùng pipet lấy nhanh 15 ml hỗn hợp cho vào một bình nón cỡ 100 ml đã có sẵn 25 ml HCl 1/40 N. Bằng cách chuẩn độ lượng axit dư trong bình nón (dùng NaOH 1/40 N với chất chỉ thị phenolphtalein có thể biết được lượng HCl đã tiêu tốn để trung hòa lượng NaOH có trong 15 ml mẫu thử. Dữ kiện thu được ứng với thời điển t = 0. Sau 5, 10, 20, 30, 40, 50 phút kể từ lúc bắt đầu phản ứng, lại lấy ra 15 ml hỗn hợp phản ứng cho vào bình nón đã có sẵn 25 ml HCl 1/40 N và lại chuẩn độ lượng HCl dư bằng lương NaOH như đã nêu trên. Sau khi lấy mẫu t hử cuối cùng (ở phút thứ 50), lắp vào bình phản ứng một sinh hàn hồ i lưu, rồi đun trong nồi cách thu ỷ lên tới 70 0 C và giữ ở nhiệt độ này trong khoảng nửa giờ. Để nguộ i hỗn hợp phản ứng đến 30 0 C và tiến hành lấy mẫu và chuẩn độ NaOH còn lại như đã làm ở trên. Để xác định năng lượng hoạt hoá của phản ứng cần lặp lại một thí nghiệm tương tự như trên nhưng bình phản ứng được đặt trong má y điều nhiệt ở 40 0 Cvà mẫu thử được lấy ra ở những thời điểm 3, 5, 10, 15, 20, 30 phút sau lúc bắt đầu phản ứng. Dữ kiện ứng với thời điể m t = 0 và t = ∞ có t hể sử dụng kết quả ở phần trên. Bảng Kết Qủa Nhiệt độ( 0 C) Thời gian lấy mẫu thử kể từ thời điểm t=0 Lượng NaOH dùng chuẩn độ HCl dư, n Lượng NaOH có trong 40ml mẫu thử: n t = 25-n Hằng số tốc độ phản ứng k 5 8.6 16.4 0.67 10 8.3 16.7 0.55 29 20 8.0 17 0.38 30 7.2 17.8 0.47 40 6.7 18.3 0.47 50 6.0 19 0.52 40 3 7.6 17.4 3.59 5 6.2 18.2 3.54 10 5.7 19.3 2.98 15 5.3 19.7 2.36 20 4.8 20.2 2.20 30 4.5 20.5 1.69 29,40 0 9.1 15.9 29,40 ∞ 3.3 21.7 Xử lí kết quả Nếu gọi lượng NaOH 1/40N dùng để chuẩn độ axit dư trong bình nón là n ml thì lượng HCl 1/40N đã tiêu tốn để trung hoà NaOH hay lượng NaOH 1/40N có trong 15 ml mẫu thử n t sẽ bằng: n t = 25 − n Gọi n o , n t , n ∞ là lượng NaOH 1/40N có trong 15 ml mẫu thử ở các thời điểm tương ứng t =0, t = t và t = ∞ thì nồng độ ban đầu của kiềm C 0 k sẽ tỉ lệ với no; nồng độ ban đầu của este C 0 e tỉ lệ với n o − n ∞ (vì ta xem phản ứng đã kết thúc và lượng NaOH lấy dư so với este) và nồng độ este đã bị thuỷ phân sau thời gian t là C x tỉ lệ với n o − n t , nghĩa là: C 0 k = const.n o C o e = const.(n o − n ∞ ) C x = const.(n o − n t ) ở đây “const” là hệ số tỉ lệ biểu thị sự liên hệ giữa nồng độ đương lượng của dung dịch với số ml dung dịch và được tính như sau: Vì n o là số ml NaOH 1/40N có trong 15 ml mẫu thử ở t = 0 nên đương lượng NaOH có trong 15 ml đó là: n 0 .1/40.1/1000 và nồng độ đương lượng của NaOH trong mẫu thử sẽ là: 1 1 15 1 ( . . ) : 40 1000 1000 600 n o o C n n= = Như vậy “const” = 1/600 Thay các giá trị C o k, C o e , C x ở trên vào các phương trình (3) thu được: ( ) 2.303 lg . . ( ) t o o t n n n k t const n n n n ∞ ∞ ∞ − = − Giá trị hằng số tốc độ trung bình tại 29 0 C 0 1 2 29 0.67 0.55 0.38 0.47 0.47 0.52 0.51 6 n C k k k k n + + + + + + + = = = Giá trị hằng số tốc độ trung bình tại 40 0 C 0 1 2 40 3.59 3.54 2.98 2.36 2.20 1.69 2.73 6 n C k k k k n + + + + + + + = = = Năng lượng hoạt hóa được tính theo phương trình E= . 575,4 12 21 TT TT − lg 1 2 T T k k =.lg=43793.81 (cal/mol) IV. TRẢ LỜI CÂU HỎI 1. Trình bày khái niệm về tốc độ của phản ứng hóa học? Hằng số tốc độ của một phản ứng. Tốc độ phản ứng là độ biến thiên nống độ của một trong các chất phản ứng hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian. [...]... (đồng thể) thì ghi lấy nhiệt độ này(t1) Kiểm tra kết quả nhận được bằng cách nhấc ống nghiệm ra khỏi cốc nước, vẫn khuấy đều tay và quan sát khi hệ bắt đầu đục thì ghi lấy nhiệt độ này(t2) Với mỗi ống cần làm ba lần để lấy kết quả trung bình và tính sai số Lần lượt làm thí nghiệm với các ống nghiệm từ số 2 đến số 6 theo cách làm như trên Bảng Kết Qủa STT ống nghiệm Thành phần (% VH2O) Nhiệt độ to C ttb=... trên cực dương thì không có hạt keo bám vào D Giải thích hiện tượng Cả 3 thí nghiệm trên chất ổn định có thể là AgNO3 hoặc KI Thí nghiệm C khi dùng dư AgNO3, hạt keo sẽ tích điện dương do việc hấp phụ các ion Ag+ làm ion quyết định thế hiệu và thí nghiêm B khi dùng dư KI, hạt keo sẽ tích điện âm do việc hấp phụ các ion I- làm ion quyết định thế hiệu Thí nghiệm A nồng độ I- và Ag+ là như nhau nên cả 2... nghiên cứu và một trục là nhiệt độ kết tinh của các hỗn hợp tương ứng ta được giản đồ kết tinh hay nóng chảy của hệ hai cấu tử III PHẦN THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ, TRẢ LỜI CÂU HỎI 1 Phần Thực Nghiệm Dùng cân phân tích lấy vào các ống nghiệm có đánh số, lần lượt các hỗn hợp có thành phần (% naphtalen) như bảng sau: Số ống nghiệm 1 2 3 4 5 6 7 Naphtalen 4 3,2 2,4 1,8 1 0,4 0 (gam) Điphenylami 0 0,8 1,6 2,2... độ - 1 Thực nghiệm thí nghiệm ở nhiệt độ không đổi, ta có thể đo được số mol chất bị hấp phụ trên 1g chất hấp phụ rắn ( Γ ) ở các nồng độ chất tan khác nhau (C) Đường biểu diễn Γ - C gọi là đường đẳng nhiệt hấp phụ Một số phương trình thực nghiệm và lý thuyết đã được sử dụng để biểu thị các đường đẳng nhiệt hấp phụ: Freundlich, Langmuir, BET… Phương trình Freundlich Đó là phương trình thực nghiệm áp... của dung dịch chất hoạt động bề mặt với nồng độ dung dịch: 0 –aln( 1 + bC) trong đó σ0 là sức căng bề mặt của dung môi nguyên chất, a và b là các hằng số III 1 PHẦN THỰC NGHỆM KẾT QUẢ VÀ HIỆN TƯỢNG Tiến hành thí nghiệm Phòng thí nghiệm đã có sẵn dung dịch CH3COOH với nồng độ gần đúng 1N, hãy pha để có 100 ml các dung dịch có nồng độ gần đúng sau đây: 0,025N; 0,05N; 0,1N,; 0,2N; 0,4N; 0,5N Dùng dung dịch... lần) nên lấy dung dịch 1; 2: 20ml, dung dịch 3: 10ml, dung dịch 4: 5 ml, dung dịch 5; 6: 2 ml; thêm nước cất cho đủ 20 ml (từ dung dịch 3 trở đi) rồi mới chuẩn Kết quả bằng trung bình cộng hai lần chuẩn (sai số phải < 3%) 2 Bảng kết quả Bảng kết quả nồng độ thực tế và nồng độ tính toán của axit axetic và thể tích NaOH cần dùng để chuẩn độ STT Nồng độ CH3COOH Tính toán (N) Thể tích NaOH (ml) 1 2 Nồng độ... đầu được kết tinh) được gọi là Nhiệt độ eutecti Thành phần hỗn hợp (tính theo tỷ lượng từng chất trong hỗn hợp) và nhiệt độ mà tại đó xẩy ra phản ứng eutecti được gọi là Điểm eutecti 2 Dùng quy tắc pha, giải thích vì sao trong quá trình kết tinh của chất nguyên chất hoặc hỗn hợp eutecti thì nhiệt độ không đổi còn quá trình kết tinh dung dịch thì nhiệt độ giảm dần? Trả lời: Trong quá trình kết tinh... bay hơi nên dung ống sinh hàn để ngăn sự bay hơi của este để có một hiệu suất phản ứng chính xác và cho kết quả đúng nhất Thí nghiệm ở t = 400C có cần phải đun hoàn lưu để lấy dữ kiện t∞ không? Tại sao? Không cần , vì khi đun ở nhiệt độ 700C đều cho ra t∞ giống nhau vì cùng là một phản ứng Giải thích vì sao theo từng thời gian đoạn phải cho 15ml dung dịch phản ứng vào dung dịch acid HCl? Nếu dung dịch... ml Na2SO4 0,01N 2 9 8 7 6 5 4 3 2 1 cất Lấy 1 ml của mỗi dung dịch vừa pha cho vào từng ống nghiệm đựng Son Fe(OH)3 theo thứ tự từ 1 đến 11 ng thứ 12 thêm 1 ml nước cất ắc và để yên 1 phút Quan sát Dùng ống thứ 12 để so sánh mức độ đục ng nào đục hơn ống số 12 là có sự keo tụ Kết quả và hiện tượng: Bảng kết quả ống số 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 + 7 + 8 + 9 + (+) vào ống nào đục và dấu (-) vào ống nào không... hợp đó sẽ kết tinh như một cấu tử nguyên chất Xây dựng giản đồ nóng chảy từ các đường cong nguội lạnh Dựa vào các đường cong nguội lạnh chúng ta biết được: - Nhiệt độ kết tinh của các cấu tử nguyên chất - Nhiệt độ bắt đầu kết tinh của các hỗn hợp lỏng có thành phần xác định - Nhiệt độ kết tinh của hỗn hợp ơtecti Vẽ đồ thị, một trục là nồng độ các hỗn hợp nghiên cứu và một trục là nhiệt độ kết tinh của . trong) sẽ thu được các điểm thực nghiệm. Đường nối các điểm thực nghiệm đó chính là đường cong phân lớp trên giản đồ độ tan hệ ba cấu tử. III PHẦN THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 1 Xây dựng giản đồ tính. tra kết quả nhận được bằng cách nhấc ống nghiệm ra khỏi cốc nước, vẫn khuấy đều tay và quan sát khi hệ bắt đầu đục thì ghi lấy nhiệt độ này(t 2 ). Với mỗi ống cần làm ba lần để lấy kết quả trung. kết quả trung bình và tính sai số. Lần lượt làm thí nghiệm với các ống nghiệm từ số 2 đến số 6 theo cách làm như trên Bảng Kết Qủa STT ống nghiệm Thành phần (% V H2O ) Nhiệt độ t o C t tb = (