GIAO TRINH THI NGHIEM HOA DAI CUONG

BÀI : KỸ THUẬT PHÒNG THÍ NGHIỆM 1.1 GIỚI THIỆU Kỹ thuật phòng thí nghiệm (PTN) Nói chung giới thiệu trình thực tập lâu dài năm học Trong mở đầu giới thiệu mà sinh viên cần nắm trước làm thí phòng TN Các loại dụng cụ thông dụng phòng thí nghiệm hoá học: Cân : Dùng để xác định khối lượng, phòng thí nghiệm thường phân biệt loại: cân kỹ thuật cân phân tích - Cân kỹ thuật cân dùng để cân khối lượng tương đối lớn (vài trăm gam), khối lượng nhỏ mà cân kỹ thuật cân khoảng 1g - Cân phân tích cân dùng để cân khối lượng nhỏ từ 100g trở xuống đến 0,1mg (0,0001g) người ta thường gọi cân phân tích cân số lẻ Không nên nhầm lẫn cân phân tích luôn xác cân kỹ thuật, xác cân khối lượng nhỏ, không dùng cân phân tích để cân khối lượng lớn 200g Trong trường hợp cân lượng nhỏ 10g, 20g, không cần độ xác cao, ta nên dùng cân kỹ thuật để nhanh Các dụng cụ thuỷ tinh: Gồm loại sau: a) Dụng cụ để đựng hoá chất : cốc thuỷ tinh (becher), bình tam giác (erlen), bình cầu b) Dụng cụ để lấy hoá chất - Loại tích xác: Ống hút (pipet bầu 1ml, 5ml, 25ml bình định mức (fiol) 100ml, 250ml, 1000ml loại có sai số nhỏ để lấy thể tích xác - Loại có chia độ: Gồm ống nhỏ giọt (buret), ống hút (pipet có khắc vạch), ống đong loại cốc thuỷ tinh bình tam giác chia độ Ngoài buret loại có độ xác cao, loại dụng cụ thuỷ tinh có chia độ khác nói chung có độ xác không cao 1.2 THỰC HÀNH Bài 1: Sử dụng pipet - Dùng pipet 10ml lấy 10ml nước từ becher cho vào erlen bóp cao su Bài 2: Sử dụng Buret Trang: Giáo Trình TN Hóa Đại Cương - Dùng becher 50ml cho nước vào buret - Kiểm tra bọt khí sót lại buret - Chỉnh buret đến mức - Dùng tay trái điều chỉnh khoá buret cho 10ml nước từ buret vào becher Bài 3: Xếp giấy lọc Thực hành lọc nước giấy lọc phễu thuỷ tinh Ứng dụng : tinh chế muối ăn phương pháp kết tinh - Dùng cân kỹ thuật cân10g muối ăn cho vào becher có chứa 50ml nước cất - Đun nước, khuấy cho muối tan hết, không cần sôi - Chuẩn bị phễu lọc nóng, muối tan hết lọc nóng qua phễu lọc thuỷ tinh, hứng nước vào bercher - Đem dung dịch muối qua lọc cô có váng tinh thể dừng lại - Để nguội, sau cho bercher vào chậu nước lạnh cho muối kết tinh hoàn toàn - Lọc chân không Cân tính hiệu suất Bài 4: Pha loãng dung dịch Dùng pipet bầu lấy 10ml dd HCl 1M cho vào bình định mức 100ml Kế thêm nước vào gần vạch cổ bình định mức ống đong Cuối dùng bình xịt nước cho giọt nước đến vạch Đậy nút bình định mức, lắc Ta thu 100ml dd HCl 0,1M Bài 5: Kiểm tra nồng độ dd acid pha loãng - Lấy buret tráng nước cất, sau tráng dd NaOH 0,1M - Cho dd NaOH 0,1M vào buret, sau chuẩn đến vạch - Dùng pipet 10ml cho vào erlen tráng nước cất (không tráng thêm axit HCl) 10ml dd HCl 0,1M vừa pha xong, thêm giọt thị phenolphtalein Cho từ từ dung dịch NaOH buret vào erlen, vừa cho vừa lắc đến dd chuyển sanh màu hồng nhạt dừng lại Đọc thể tích dd NaOH 0,1 M dùng - Tính lại nồng độ dd acid vừa pha loãng - Lặp lại lần lấy kết trung bình 1.3 ĐỘ NGỜ VÀ SAI SỐ TRONG PHÉP ĐO 1.3.1 Độ ngờ Trang: Giáo Trình TN Hóa Đại Cương Độ ngờ đại lượng biểu thị mức độ lập lại phép đo Chỉ phép đo có độ lặp lại cao đáng tin cậy Độ ngờ xác định sau: Từ loạt giá trị đo (3 nhiều hơn) xác định giá trị trung bình Đối với giá trị đo, xác định độ lệch so với giá trị trung bình Xác định trung bình độ lệch (không xét đến dấu) Đó độ ngờ Ví dụ: Khi đo nồng độ acid phương pháp chuẩn độ, ta thu giá trị 0,1026M; 0,1018M; 0,1020M: 0,1024M - Giá trị trung bình (0,1026 + 0,1018 + 0,1020 + 0,1024)/4 = 0,1022 - Độ lệch giá trị phép đo : 0,0004 ; 0,0004 ; 0,0002; 0,0002 - Trung bình độ lệch : (0,0004+ 0,0004 + 0,0002 + 0,0002)/4 = 0,0003 Như giá trị trung bình đo không 0,1022M mà nằm khoảng 0,1019 đến 0,1025 kết phải viết dạng 0,1022M  0,0003M Từ ta thấy kết đo không xác số lẻ thứ ghi số lẻ, không ghi 0,102200M  0,003 Do cần phân biệt ý nghĩa khác số 0,1M; 0,10M 0,100M … Có n số lẻ ghi có nghĩa nghi ngờ xảy số lẻ thứ n 1.3.2 Sai số Sai số khác giá trị đo giá trị thật Vd: giá trị đo nồng độ acid vừa nêu 0,1022M Giá trị thực nồng độ acid xác định nhiều phương pháp đại 0,1014M Sai số phép đo 0,1022M – 0,1014 = + 0,0008 Dấu sai số cho biết phép đo thu giá trị lớn hay nhỏ trị thực Tóm lại, độ ngờ liên quan đến sai số ngẫu nhiên “sai số” liên quan đến sai số hệ thống Ghi : Bài SV tự tập tính toán cho quen, không nộp báo cáo Từ trở SV nộp báo cáo theo mẫu cuối giáo trình thí nghiệm Trang: Giáo Trình TN Hóa Đại Cương BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG 2.1 LÝ THUYẾT Các trình hoá học xảy có kèm theo hiệu ứng nhiệt thay đổi enthalpy phản ứng Nếu trình xảy kèm theo thu nhiệt H > 0, ngược lại qúa trình xảy kèm theo tỏa nhiệt H < Khi phản ứng xảy điều kiện đẳng áp nhiệt toả hay thu vào H phản ứng Bằng cách đo nhiệt phản ứng ta xác định H Định luật Hess : “Hiệu ứng nhiệt trình hoá học đẳng áp đẳng tích phụ thuộc vào chất trạng thái chất đầu sản phẩm không phụ thuộc vào đường trình” Mục đích thí nghiệm Trong thí nghiệm đo hiệu ứng nhiệt phản ứng khác kiểm tra lại định luật Hess 2.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM Việc đo nhiệt phản ứng thực nhiệt lượng kế, bình phản ứng cách nhiệt tốt bên có trang bị nhiệt kế đũa khuấy Nhiệt phản ứng Q tính công thức: Q = mct m(g): khối lượng vật đun nóng hay làm nguội (trong thí nghiệm khối lượng chất phần nhiệt lượng kế) Nhiệt dung riêng C (cal/g.độ): Nhiệt lượng để nâng 1g chất lên 0C (mỗi chất có nhiệt dung riêng khác nhau) t (oC) : Biến thiên nhiệt độ trước sau phản ứng Q (cal): Nhiệt toả (khi t > 0) thu vào (t < 0) H phản ứng tính cách chia Q cho số mol phản ứng Đơn vị H cal/mol (lưu ý dấu H) Lưu ý trước thí nghiệm: Cẩn thận sử dụng nhiệt kế, không dùng nhiệt kế làm đũa khuấy bầu thuỷ ngân dễ vỡ thuỷ ngân rơi chất độc bay nhiệt độ thường 2.3 DỤNG CỤ VÀ HOÁ CHẤT Trang: Giáo Trình TN Hóa Đại Cương Hóa chất Dụng cụ - Nhiệt lượng kế, Nhiệt kế 100oC - NaOH 1M - Becher 100 - HCl 1M - Đũa khấy thuỷ tinh - CuSO4 khan - Phễu thuỷ tinh - NH4Cl (tinh thể) - Buret –Giá buret 2.4 THỰC HÀNH 2.4.1 Xác định nhiệt dung nhiệt lượng kế Vì công thức tính nhiệt lượng Q = mct m khối lượng tất chất nung nóng hay làm lành bao gồm hoá chất nhiệt lượng kế đựng chúng, công thức trường hợp thí nghiệm là: Q = (moco + mc)t (2.1) moco: nhiệt dung nhiệt lượng kế (cal/độ) mc : nhiệt dung dung dịch nhiệt lượng kế (cal/độ) Trong đó: m: xác định cách cân đo thể tích c: tra sổ tay moco: phải xác định thực nghiệm Cách xác định moco: Lấy 50ml nước nhiệt độ phòng cho vào becher bên đo nhiệt độ t1 Lấy 50ml nước khoảng 60oC cho vào beccher đặt nhiệt lượng kế sau khoảng phút Đo nhiệt độ t2 Dùng phễu đổ nhanh 50ml nước nhiệt độ t1vào 50ml nước nóng nhiệt lượng kế sau khoảng hai phút Đo nhiệt độ t3 Khi đó: nhiệt độ nước nóng becher toả nhiệt độ nước lạnh hấp thụ (mc + moco) (t2-t3) = mc (t3-t1) moco = Trong ( t  t1 )  ( t  t ) mc (t  t ) (2.2) m: khối lượng 50ml nước c: nhiệt lượng riêng nước (1cal/g độ) Trang: Giáo Trình TN Hóa Đại Cương 2.4.2 Xác định hiệu ứng nhiệt phản ứng trung hoà HCl NaOH HCl + NaOH  NaCl + H2O Dùng pipet lấy 25 ml dung dịch NaOH 1M cho vào becher 100ml để bên Đo nhiệt độ t1 Dùng pipet lấy 25ml dung dịch HCl 1M cho vào becher đặt trong nhiệt lượng kế Đo nhiệt độ t2 Dùng phễu đổ nhanh becher chứa dung dịch NaOH vào becher chứa HCl nhiệt lượng kế Khuấy dung dịch nhiệt lượng kế Đo nhiệt độ t3 Xác định Q phản ứng theo công thức (2.1) từ xác định H Cho nhiệt dung riêng dung dịch muối NaCl 1cal/g độ, khối lượng riêng 1,02g/ml 2.4.3 Xác định nhiệt hoà tan CuSO4 khan – kiểm tra định luật Hess CuSO4 khan + 5H2O ΔH1 = - 18,7 Kcal/mol + H2O CuSO4.5H2O + H2O H2= +2,8 Kcal/mol H3 = H1 + H2 dd CuSO Chúng ta xác định hiệu ứng nhiệt hoà tan CuSO4 khan (H3) thực nghiệm Lấy vào nhiệt lượng kế 50ml nước Đo nhiệt độ t1 Cân xác khoảng 4g CuSO4 khan Cho nhanh 4g CuSO4 vừa cân vào nhiệt lượng kế, khuấy cho CuSO4, tan hết Đo nhiệt độ t2 Xác định Q theo công thức (2.1) đó: m: khối lượng CuSO4 khan c : nhiệt dung riêng dd CuSO4 (lấy gần cal/độ) 2.4.4 Xác định nhiệt độ hoà tan NH4Cl Làm tương tự thí nghiệm thay CuSO4 khan NH4Cl Cho nhiệt lượng riêng dd NH4Cl gần 1cal/mol độ Cách xác định nhiệt độ sau phản ứng xảy Do trình trung hoà hay hoà tan cần phải có thời gian để xảy hoàn toàn, cần phải có thời gian để dd phản ứng truyền nhiệt cho becher nhiệt lượng kế không cách nhiệt hoàn toàn, nhiệt độ sau phản ứng (Hoặc tăng dần) theo thời gian, nên muốn có giá trị t xác ta phải làm sau: Trang: - Giáo Trình TN Hóa Đại Cương Đo nhiệt độ trước phản ứng nhiệt lượng kế - Đổ chất phản ứng vào Đo nhiệt độ sau 30 giây - Vẽ đồ thị nhiệt độ theo thời gian - Xác định t đồ thị Tuy nhiên thí nghiệm, ta đợi khoảng phút cho giá trị nhiệt độ ổn định ghi nhận giá trị (hoặc cần đợi nhiệt độ không thay đổi giá trị đọc được) Nếu nhiệt lượng kế không trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài, giá trị nhiệt độ đọc sau phút giá trị nhiệt độ cự đại hay cực tiểu mà nhiệt kế ghi Trang: Giáo Trình TN Hóa Đại Cương BÀI : PHÂN TÍCH THỂ TÍCH 3.1 LÝ THUYẾT - Khái niệm loại nồng độ: - Đường cong chuẩn độ axit – bazơ - Chất thị màu - Cách tính kết thí nghiệm, sai số độ ngờ 3.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM Chuẩn độ axit – bazơ trình thực phản ứng axit bazơ Khi hai chất tác dụng vừa đủ, ta nói phản ứng kết thúc Điểm kết thúc gọi điểm tương đương Khi số đương lượng H+ số đương lượng OH- Hay: C1.V1 = C2.V2 Với : C1 nồng độ dung dịch axit: (M) ( N) C2 nồng độ dung dịch bazơ (M) ( N) V1 thể tích dung dịch axit, ml V2 thể tích dung dịch bazơ: ml Tại điểm kết thúc, dung dịch thu dung dịch muối phản ứng trung hoà MA HA + MOH = H2O + MA Tuỳ theo tính chất muối MA mà pH điểm kết thúc có giá trị khác không thiết phải Đối với axit hay bazơ đa bậc Ví dụ H3PO4, chúng phân ly theo bước khác nên tuỳ thuộc bước có nhiều điểm kết thúc khác H3PO4 < > H+ + H2PO4- K1 = 7,6.10-3 H2PO4- < > H+ + H2PO42- K2 = 6,2.10-8 HPO42- < > H+ + HPO43K1 = 4,4.10-13 Để lựa chọn chất thị màu thích hợp cho phản ứng ta phải xác định đường cong chuẩn độ cách đo pH dung dịch axit (hay bazơ) Trang: 10 Giáo Trình TN Hóa Đại Cương tương ứng với thể tích dung dịch bazơ (hay axit) thêm vào Khi biểu diễn đô thị (hình vẽ) ta thu giản đồ đường cong chuẩn axit – bazơ Đối với axit đa bậc có bước nhảy tương ứng với bậc Trên hình vẽ, ta thấy gần điểm kết thúc phản ứng giá trị pH thay đổi đột ngột thêm vào lượng nhỏ dung dịch bazơ Dựa vào bước nhảy giá trị pH ta lựa chọn thị màu có khoảng pH đổi màu bước nhảy pH đường cong chuẩn độ 3.3 DỤNG CỤ VÀ HOÁ CHẤT Dụng cụ Hóa chất - Buret 25ml - NaOH 0,1M - Pipet khắc vạch 10ml - HCl định chuẩn - Erlen 100ml - Metyl da cam - Bercher 100ml - Máy đo pH 3.4 THỰC HÀNH 3.4.1 Thiết lập đường cong chuẩn độ Dùng pipet lấy 10ml dung dịch HCl định chuẩn cho vào bercher Lấy dung dịch NaOH 0,1M cho vào buret Dùng máy đo pH dung dịch HCl sau lần cho thêm NaOH 0,1M từ buret vào dung dịch HCl theo bảng sau: VNaOH :ml 9,2 9,4 9,8 10 11 12 pH 3.4.2 Chuẩn độ axit HCl NaOH a) Dùng thuốc thử phenol phtalein: Dùng pipet lấy 10ml dung dịch acid định chuẩn cho vào erlen, thêm vào giọt thuốc thử phenolphtalein Dùng buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH 0,1M xuống erlen chứa dung Trang: 11 Giáo Trình TN Hóa Đại Cương dịch HCl thuốc thử (vừa nhỏ vừa lắc erlen) Khi dung dịch erlen chuyển sang màu hồng nhạt, ngừng thêm dung dịch NaOH Đọc thể tích dung dịch NaOH 0,1M dùng buret Đo giá trị pH dung dịch sau đổi màu Lặp lại thí nghiệm - lần b) Dùng thử metyl da cam: Lặp lại thí nghiệm phần a, thay phenolphtalein thuốc thử metyl da cam Phản ứng chuẩn độ kết thúc dung dịch erlen chuyển từ màu đỏ sang màu da cam (lặp lại – lần) Trang: 12 Giáo Trình TN Hóa Đại Cương  Lắc nhẹ bình cầu vừa thấy dung dịch chuyển sang đục bấm đồng hồ lần  Đọc t - Lặp lại thí nghiệm lần để lấy giá trị trung bình 4.4.2 Xác định bậc phản ứng H2SO4 Làm tương tự phần a với lượng acid Na2S2O3 theo bảng sau: TN Bình cầu Ống nghiệm V(ml) H2SO4 0,4M V(ml) Na2S2O3 0,1M H2O 28 8 24 16 16 Trang: 15 Giáo Trình TN Hóa Đại Cương BÀI 5: DUNG DỊCH ĐỆM 5.1 LÝ THUYẾT Sinh viên cần nắm vững định nghĩa, cách pha chế tác dụng dung dịch đệm Cách tính pH hai loại dung dịch đệm bazơ với muối tương ứng 5.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 5.2.1 Hệ đệm axit Được pha chế từ axit axetic muối Natri axetat So sánh màu dung dịch đệm với dung dịch axit axetic (có nồng độ dung dịch đệm) với thuốc thử metyl da cam Trong dung dịch axit axetic điện ly theo phương trình: CH3COOH < > CH3COO + H+ (5-1) Khi cho thêm muối natri axetat vào dung dịch tồn phương trình điện ly: CH3COONa < > CH3COO- + Na+ (5-2) Do nồng độ ion axetat dung dịch tăng làm cân phản ứng (5-1) chuyển dịch phía nghịch dẫn tới nồng độ ion H+ dung dịch giảm Khi thêm dung dịch bazơ (hay axit) mạnh vào dung dịch đệm với lượng xác định, ta thấy pH dung dịch đệm không thay đổi 5.2.2 Hệ đệm bazơ Tương ứng hệ đệm axit, điều chế hệ đệm bazơ từ bazơ muối nó, dung dịch xảy trình điện ly theo phương trình Ví dụ : NH4OH < > NH4- + OH- (5-3) NH4Cl < > NH4- + Cl- (5-4) Khi so sánh màu dung dịch đệm bazơ với dung dịch bazơ có nồng độ (với chất thị phenolphtalein) ta thấy có khác biệt Khi thêm vào dung dịch đệm bazơ dung dịch axit (hoặc Bazơ) mạnh với lượng xác định ta thấy pH dung dịch đệm thay đổi 5.3 DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT Dụng cụ Hóa chất - Ống nghiệm - HCl 0,1M - Pipet khắc vạch 10ml - NH4Cl 0,1M - Erlen 100ml - NH4OH 0,1M Trang: 16 Giáo Trình TN Hóa Đại Cương NaOH 0,1M - Bercher 100ml - - Bình cầu - CH3COOH 0,1M - CH3COONa 0,1M - Thuốc thử metyl da cam - Thuốc thử phenolphatein 5.4 THỰC HÀNH 5.4.1 Chuẩn bị dung dịch chuẩn màu chất thị môi trường Ống A: 2ml dung dịch HCl 0,1M + giọt metyl da cam Ống B: 2ml dung dịch NaOH 0,1M + giọt metyl da cam Ống C: 2ml dung dịch HCl 0,1M + giọt phenol phtalein Ống D: 2ml dung dịch NaOH 0,1M + giọt phenol phtalein Ghi nhận màu sắc ống nghiệm 5.4.2 Dung dịch đệm axit yếu muối a) Điều chế dung dịch đệm Ống 1: Cho vào ống nghiệm 2ml dung dịch CH3COOH 0,1M giọt metyl da cam, lắc đều, ghi nhận màu M1 Dùng pH kế đo giá trị pH1 Thêm vào ống nghiệm (từng giọt) 2ml dung dịch muối CH3COONa 0,1 M, lắc đều, ghi nhận màu M2 Dùng pH kế đo giá trị pH2 Ống 2: Cho vào ống nghiệm 4ml nước cất giọt mêtyl da cam Ống 3: Cho vào ống nghiệm 2ml dung dịch CH3COOH 0,1 M giọt phenol phtalein, lắc đều, ghi nhận màu M1 Dùng pH kế đo giá trị pH1 Thêm vào ống nghiệm (từng giọt) 2ml dung dịch muối CH3COONa 0,1 M, lắc đều, ghi nhận màu M2 Dùng pH kế đo giá trị pH2 Ống 4: Cho vào ống nghiệm 4ml nước cất giọt phenolphtalein, lắc đều, ghi nhận màu b) Thử tính đệm Thêm từ từ giọt dung dịch HCl 0,1 M vào ống nghiệm 1, phần a Lắc dung dịch ống nghiệm đổi sang màu đỏ, ghi nhận lượng HCl 0,1 M dùng đo giá trị pH dung dịch sau đổi màu Trang: 17 Giáo Trình TN Hóa Đại Cương Thêm từ từ giọt dung dịch NaOH 0,1 M vào ống nghiệp 3, phần a Lắc dung dịch ống nghiệm đổi sang màu hồng, ghi nhận lượng NaOH 0,1 M dùng đo giá trị pH dung dịch sau đổi màu 5.4.3 Dung dịch đệm bazơ hai muối a) Điều chế dung dịch đệm Ống 5: Cho vào ống nghiệm 2ml NH4OH 0.1 M giọt phenolphtalein lắc đều, ghi nhận màu M3 Đo giá trị pH3 Thêm vào ống nghiệm (từng giọt) 2ml dung dịch muối NH4Cl 0,1M, lắc đều, ghi nhận màu M4 Đo giá trị pH4 Ống 6: Cho vào ống nghiệm 4ml nước cất giọt phenolphtalein Ống 7: Cho vào ống nghiệm 2ml dung dịch NH4OH 0,1 M giọt metyl da cam, lắc đều, ghi nhận màu M3 Đo giá trị pH3 Thêm vào ống nghiệm (từng giọt) 2ml dung dịch muối NH4Cl 0,1M, lắc đều, ghi nhận màu M4 Đo giá trị pH4 Ống 8: Cho vào ống nghiệm 4ml nước cất giọt metyl da cam, lắc đều, ghi nhận màu b) Thử tính đệm Thêm từ từ giọt dung dịch NaOH 0,1 M vào ống nghiệm phần a Lắc dung dịch ống nghiệm đổi màu, ghi nhận lượng NaOH 0,1M dùng Đo pH dung dịch sau đổi màu Thêm từ từ giọt dung dịch HCl 0,1M vào ống nghiệm phần a Lắc dung dịch ống nghiệm đổi màu, ghi nhận lượng HCl 0,1 M dùng Đo pH dung dịch sau đổi màu Trang: 18 Giáo Trình TN Hóa Đại Cương BÀI 6: ĐIỀU CHẾ VÀ XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ KHÍ OXI 6.1 LÝ THUYẾT Khí oxi điều chế nhờ phản ứng nhiệt phân kali clorat có xúc tác mangan dioxit: MnO  2KCl + 3O2 2KClO3 Dựa vào phương trình Clapeyron – Mendeleyev, ta xác định khối lượng phân tử M khí oxi: M  mRT PV Trong đó: m: khối lượng khí oxi P: áp suất khí oxi V: thể tích khí oxi T: nhiệt độ tuyệt đối R: số khí lý tưởng 6.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM - Điều chế khí oxi - Dựa vào phương trình Clapeyron – Mendeleyev xác định khối lượng phân tử khí oxi 6.3 DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT Dụng cụ Hóa chất - Ống nghiệm chịu nhiệt - Kali clorat KClO3 - Ống đong 250ml - Mangan dioxit MnO2 - Nhiệt kế - Dung dịch colodion - Bercher 100ml - Chậu thủy tinh - Cân phân tích 6.4 THỰC HÀNH 6.4.1 Lắp dụng cụ hình 6.1 Trang: 19 Giáo Trình TN Hóa Đại Cương Ống nghiệm KClO3 + MnO2 Ống dẫn khí Oxi Ống đong Nước Giá sắt Hình 6.1 Bộ dụng cụ điều chế xác định khối lượng phân tử khí oxi 6.4.2 Tiến hành thí nghiệm Dùng cân kỹ thuật cân lượng KClO3 khoảng 2g 0,4g MnO2, trộn kỹ với nhau, sau cho vào ống nghiệm chịu nhiệt (đã sấy khô trước) cân ống nghiệm cân phân tích, giá trị m1 Lắp ống nghiệm vào giá có lót Cho nước vào đầy ống đo, úp ngược ống đo có nước vào chậu thuỷ tinh đựng nước ý không để có bọt khí ống đo Làm kín hệ thống cách bôi dung dịch colodion vào chỗ tiếp xúc Bắt đầu đun nhẹ toàn ống nghiệm, sau tập trung lửa vào chỗ có hoá chất rắn Phản ứng xong, tháo ống dẫn khí tắt đèn Để yên ống nghiệm giá đến thật nguội đem cân cân phân tích, khối lượng m2 Để nhiệt độ khí ống đo hạ xuống đến nhiệt độ phòng; đọc thể tích khí oxi; đọc chiều cao cột nước so với mặt nước chậu 6.5 TÍNH KẾT QUẢ Ghi kết vào bảng: Đại lượng Kết Đơn vị Khối lượng khí oxi m = m1 – m2 g Thể tích khí oxi V= ml Áp suất khí đo H = mmHg áp kế Trang: 20 Giáo Trình TN Hóa Đại Cương mmHg Áp suất nước bão hoà f = nhiệt độ phòng Chiều cao cột nước so với h = mm mặt nước chậu Áp suất khí oxi PH f  mmHg h  13,6 Nhiệt độ phòng làm thí t = o nghiệm T = t + 273 o Hằng số khí lý tưởng R = 62360 mmHg.mol-1.K-1 C Tính khối lượng phân tử khí oxi: K M  mRT PV Khối lượng phân tử xác oxi 32, sai số tương đối kết là: 32  M 32 x100% Trang: 21 Giáo Trình TN Hóa Đại Cương BÀI 7: XÁC ĐỊNH ĐƯƠNG LƯỢNG CỦA MAGIE 7.1 LÝ THUYẾT Đương lượng nguyên tố số phần khối lượng nguyên tố thay (hay kết hợp) với 1,008 phần khối lượng hidro phần khối lượng oxi phản ứng hoá học Đương lượng nguyên tố A có liên hệ đơn giản với khối lượng nguyên tử A số oxi hoá Z tạo thành hợp chất sau: Khối lượng nguyên tử A ĐA = Số oxi hóa Z Để xác định đương lượng nguyên tố Mg ta cân lượng xác m1 gam kim loại Mg cho tác dụng hết với dung dịch HCl Mg + 2H+  Mg2+ + H2 7.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM Đo thể tích khí H2 thoát nhiệt độ áp suất xác định, áp dụng phương trình Clapeyron – Mendeleyev ta tính khối lượng m2 lượng khí H2 bị Mg đẩy Cứ m1 g Mg đẩy m2 g khí H2 Vậy ĐMg g Mg đẩy 1,008 g khí H2 1,008 x m1 ĐMg = m2 Mục đích thí nghiệm: Xác định đương lượng nguyên tố magie, từ suy khối lượng nguyên tử magie 7.3 DỤNG CỤ – HOÁ CHẤT Dụng cụ Hóa chất - Ống nghiệm chịu nhiệt - Mg kim loại cạo lớp oxit - Dụng cụ để đo thu khí H2 - Dung dịch H2SO4 20% - Bercher 100ml - Nhiệt kế - Cân phân tích Trang: 22 Giáo Trình TN Hóa Đại Cương 7.4 THỰC HÀNH 7.4.1 Lắp dụng cụ hình 7.1 Phễu (6) Ống nghiệm (1) H2SO4 + Mg Ống dẫn khí (4) Ống thuỷ tinh (3) Ống thuỷ tinh khắc vạch (2) Ống cao su (5) Hình 7.1 Bộ dụng cụ dể xác định đương lượng magie 7.4.2 Tiến hành thí nghiệm Cân xác khoảng 0,15g Mg cân phân tích Đong 5ml dung dịch H2SO4 20% cho vào ống nghiệm khô Lắp ống nghiệm nằm nghiêng hình 7.1 Cho Mg vừa cân vào bên trong, để phía thành ống nghiệm không cho tiếp xúc với dung dịch axit Kiểm tra mức độ kín hệ thống cách nâng cao hạ thấp ống (3) khoảng 15 đến 20 cm Nếu mực nước ống (2) thay đổi không đáng kể có nghĩa ống kín Trường hợp không kín cần xiết chặt chỗ tiếp xúc, bôi dung dịch colodion Chỉ hệ thống kín bắt đầu thí nghiệm Thăng mực nước ống (2) ống (3) ghi mực nước ống (2), giá trị V1ml Nghiêng ống nghiệm cho Mg tiếp xúc với axit, đặt lại ống nghiệm cũ Khí H2 thoát đẩy mực nước ống (2) xuống thấp dần Khi Mg phản ứng hết, mực nước ống (2) không hạ xuống nữa; để đến 10 phút cho nhiệt độ ống nghiệm trở lại nhiệt độ phòng, thăng mực nước ống (2) ống (3), ghi mực nước ống (2) V2ml Trang: 23 Giáo Trình TN Hóa Đại Cương 7.5 TÍNH KẾT QUẢ Đại lượng Kết Đơn vị Khối lượng Mg m1 = g Áp suất khí H= mmHg Áp suất nước bão hoà f= mmHg Áp suất khí H2 P=H–f= mmHg Nhiệt độ phòng T = t + 273 o Thể tích khí H2 V = V1 – V2 = ml K Khối lượng khí hidro sinh ra: m2  MPV RT PV 62360 T  Đương lượng nguyên tố Mg: ĐMg = 1,008 x m1 m2 Khối lượng nguyên tử Mg thu từ thí nghiệm: AMg = x ĐMg Khối lượng nguyên tử xác Mg 24,305; sai số tương đối kết là: 24 , 305  A Mg 24 , 305 x 100 % Trang: 24 Giáo Trình TN Hóa Đại Cương BÀI 8: SỰ BIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ HOÁ HỌC 8.1 LÝ THUYẾT - Phần lớn biến đổi xảy vật chất xếp loại biến đổi vật lý hoá học Sự biến đổi vật lý xảy biến đổi thành phần theo Biến đổi hoá học dẫn đến kết có biến đổi thành phần, nghĩa chất bị biến đổi thành hay nhiều chất - Dung dịch kết tạo thành hay nhiều chất gọi chất tan hoà tan chất khác gọi dung môi Trong dung dịch lỏng chất tan khí, lỏng, rắn; dung dịch chất lỏng Một số chất hoà tan rắn thu lại từ dung dịch lỏng nhờ vào việc làm bay dung môi 8.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM - Bằng nhiều phương pháp khác tạo biến đổi vật chất - Trắc nghiệm quan sát vật chất trước sau biến đổi chúng - Giải thích kết trắc nghiệm xác định thành phần vật chất ban đầu có bị biến đổi hay không? - Phân loại biến đổi vật lý hoá học 8.3 DỤNG CỤ – HOÁ CHẤT: Dụng cụ Hóa chất - Ống nghiệm chịu nhiệt - NaCl - Kẹp ống nghiệm - NH4Cl - Đũa khuấy - CuCO3 - Đèn cồn - AgNO3 0,1M - Becher 250ml - HCl 6M - Becher 100ml 8.3 THỰC HÀNH 8.3.1 Biến đổi tính chất vật lý – hóa học NaCl - Chuẩn bị hai ống nghiệm sạch, cho vào ống 0,5g NaCl rắn Trang: 25 Giáo Trình TN Hóa Đại Cương - Làm ướt đầu đũa khuấy nước cất nhúng đầu đũa ướt vào mẫu cho có vài tinh thể rắn NaCl bám dính vào Đưa đầu đũa có dính tinh thể NaCl đốt lửa đèn cồn - Quan sát màu lửa, ghi kết vào bảng - Thêm 5ml nước cất vào ống nghiệm, lắc cho muối tan hết - Thêm 10 giọt dung dịch AgNO3 0,1M vào hai ống nghiệm, lắc kỹ ghi nhận xét - Ống nghiệm lại (ống không cho AgNO3 vào) đem cô cạn thu lấy chất rắn lại ống (lưu ý vừa đun vừa lắc nhẹ, hướng miệng ống nơi người, tuyệt đối không để dung dịch nóng bắn khỏi miệng ống) - Tiến hành làm lại từ bước đến bước chất rắn vừa thu bước Ghi lại nhận xét (kết quả) 8.3.2 Biến đổi tính chất vật lý – hóa học NH4Cl Làm lại thí nghiệm thay NaCl NH4Cl tinh thể 8.3.3 Biến đổi tính chất vật lý – hóa học CuCO3 - Chuẩn bị hai ống nghiệm nhỏ khô, cho khoảng 0,1g CuCO3 rắn vào ống nghiệm Ghi lại màu chất rắn - Gõ nhẹ vào ống nghiệm cho chất rắn bám thành ống nghiệm rơi xuống đáy ống nghiệm hết - Cho giọt HCl 6M vào hai ống nghiệm phản ứng hoàn toàn Ghi kết vào bảng - Ống nghiệm lại đem đun mạnh lửa đèn cồn (tối thiểu phút) Ghi nhận lại màu sắc mẫu này sau đun - Để ống nghiệm nguội 10 phút, sau thêm giọt HCl 6M chất rắn tan Để ý ghi cách tác động chất rắn HCl Trang: 26 Giáo Trình TN Hóa Đại Cương BÀI 9: DUNG DỊCH ĐIỆN LY 9.1 LÝ THUYẾT 9.2.1 Lý thuyết điện ly Khi hoà tan acid, bazơ muối vào nước, phân tử chất phân ly thành phần tử nhỏ mang điện tích gọi ion: ion dương (cation) ion âm (anion) Quá trình phân tử phân ly thành ion gọi điện ly, chất phân ly thành ion dung dịch (hoặc đun nóng chảy) gọi chất điện ly Do điện ly mà số tiểu phân có dung dịch tăng lên so với số phân tử hoà tan, làm giảm áp suất bão hoà nhiều hơn, làm tăng điểm sôi làm hạ điểm đông đặc nhiều Cũng có mặt ion trái dấu mà đặt dung dịch vào điện trường ion chuyển dời có hướng điện cực, mà dung dịch điện ly có khả dẫn điện Đô điện ly đại lượng đặc trưng cho mức độ điện ly chất Độ điện ly  tỷ số số mol chất điện ly (n) với tổng số mol chất hoà tan (n0)   n n0 9.2.2 Cân acid – bazơ Lý thuyết proton (Bronsted – Lowry) Acid tất tiểu phân (phân tử ion) có khả cho proton H+, bazơ tất tiểu phân có khả nhận proton H+ Khi cho proton, acid tạo thành bazơ liên hợp với nó; nhận proton, bazơ tạo thành acid liên hợp với 9.2.3 Chiều hướng phản ứng trao đổi ion dung dịch Phản ứng trao đổi (ion) dung dịch xảy theo chiều hướng tạo thành sản phẩm chất tan (hoặc tan hơn), chất điện ly (hoặc chất điện ly hơn), chất dễ bay Ví dụ: - HCl + NaOH  NaCl + H2O H+ + OH-  H2O - (chất điện ly) AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3 Ag+ + Cl-  AgCl (chất tan) - Na2S + H2SO4  Na2SO4 + H2S S2- + 2H+  H2S (chất bay hơi) Trang: 27 Giáo Trình TN Hóa Đại Cương Mục đích thí nghiệm: - Đo pH vài dung dịch acid, bazơ, muối giấy đo pH - Sự thay đổi màu theo môi trường số thị acid – bazơ - Cân acid – bazơ dung dịch - Cân tạo kết tủa chất điện ly tan 9.3 DỤNG CỤ – HOÁ CHẤT Dụng cụ Hóa chất - Các ống nghiệm khô - NaOH 0,1M - Kẹp ống nghiệm - CH3COOH 0,1M - Đũa khuấy - CH3COONa khan, CH3COONa 0,1M - Becher 250ml - NH4OH 0,1M - Becher 100ml - HCl 0,1M - CaCl2 bão hoà - NH4Cl tinh thể - NaCl 0,1M - Na2CO3 0,1M - Chỉ thị phenoltalein, metyl da cam, giấy quỳ 9.4 THỰC HÀNH 9.4.1 Đo pH giấy đo pH Dùng đũa thuỷ tinh chấm giọt nước cất lên mẫu giấy thử pH Đọc giá trị pH cách so màu thang màu Làm thí nghiệm tương tự với dung dịch HCl 0,1M; NaOH 0,1M; CH3COOH 0,1M; NH4OH 0,1M; CH3COONa 0,1M; NH4Cl 0,1M Ghi kết thành bảng 9.4.2 Chỉ thị acid – bazơ Lấy ba ống nghiệm, cho vào ống (1) giọt phenoltalein, ống (2) giọt metyl da cam, ống (3) mẫu quỳ tím Thêm vào ống giọt dung dịch HCl 0,1M Quan sát màu ống nghiệm Chuẩn bị ba ống nghiệm khác với chất thị màu Thêm vào ống giọt dung dịch NaCl 0,1M Quan sát mẫu ống Trang: 28 Giáo Trình TN Hóa Đại Cương Cũng chuẩn bị ba ống nghiệm với chất thị màu Thêm vào ống giọt dung dịch NaOH 0,1M Kết thí nghiệm ghi vào bảng sau: Chất thị màu Màu chất thị môi trường Axit Trung tính Bazơ Phenoltalein Metyl da cam Quỳ 9.4.3 Cân dung dịch acid yếu Lấy ống nghiệm, cho vào ống giọt dung dịch CH3COOH 0,1M với giọt thị metyl da cam Một ống để so sánh, ống thêm vào vài tinh thể CH3COONa, lắc mạnh So sánh màu hai dung dịch, giải thích 9.4.4 Cân dung dịch bazơ yếu Lấy ống nghiệm, cho vào ống giọt dung dịch NH4OH 0,1M với giọt thị phenoltalein Một ống để so sánh, ống thêm vào vài tinh thể NH4Cl, lắc mạnh So sánh màu hai dung dịch, giải thích 9.4.5 Sự tạo thành hoà tan kết tủa Cho 10 giọt dung dịch Na2CO3 0,1M vào ống nghiệm Thêm giọt dung dịch CaCl2 bão hoà, lắc ống nghiệm Quan sát Thêm tiêp vào ống nghiệm giọt dung dịch HCl dư Quan sát giải thích Trang: 29 [...]...Giáo Trình TN Hóa Đại Cương BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 4.1 LÝ THUYẾT Với một phản ứng hoá học A + B  C + D vận tốc phản ứng được định nghĩa là: Dấu (-) nếu C là biến thi n nồng độ sản phẩm Biểu thức để tính vận tốc phản ứng: V=  C t Trong đó k là hằng số ở một nhiệt độ nhất định, n bậc phản ứng theo A, m bậc phản ứng theo B: V = C =kCA.nCBm t n+m: bậc tổng quát... 4.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM Phản ứng phân huỷ Na2S2O3 trong môi trường acid diễn ra như sau: H2SO4 + Na2S2O3  Na2SO4 + H2SO3 + S Để đo vận tốc phản ứng ta phải xác định tỉ số C/t, trong đó C là biến thi n nồng độ sản phẩm (ta chọn lưu hùynh) trong khoảng thời gian t, thường trong thực nghiệm người ta cố định C và đo t Giá trị C phải nhỏ để coi như nồng độ các chất chưa thay đổi đáng kể và vận... nghiệm rơi xuống đáy ống nghiệm hết - Cho từng giọt HCl 6M vào một trong hai ống nghiệm cho đến khi phản ứng hoàn toàn Ghi kết quả vào bảng - Ống nghiệm còn lại đem đun mạnh dưới ngọn lửa đèn cồn (tối thi u là 5 phút) Ghi nhận lại màu sắc của mẫu này này sau khi đun - Để ống nghiệm này nguội trong 10 phút, sau đó thêm từng giọt HCl 6M cho đến khi chất rắn tan ra Để ý và ghi cách tác động của chất rắn