I.MỤC ĐÍCH:Xác định nhiệt hòa tan của axit oxalic trong nước dựa vào phương trình đẳngáp Van’t Hoff bằng cách đo độ hòa tan của axit oxalic ở các nhiệt độ khác nhau.II.LÝ THUYẾT:Tại nhiệt độ và áp suất không đổi , khi hòa tan chất rắn vào dung môi lỏngcó 2 quá trình đồng thời tồn tại quá trình hòa tan và quá trình kết tinh . Khí vận tôcquá trình hòa tan bằng quá trình kết tinh ,hệ đạt trạng thái cân bằng hòa tan dungdịch bão hòa chất rắn.Trong quá trình hòa tan ngoài quá trình chuyển pha từ rắn sang lỏng (nóngchảy) kèm theo hiệu ứng nhiệt nóng chảy (Hnc=Hcf) còn có quá trình tương tácgiữa các phân tử chất tan và dung môi (solvat hóa) để tạo thành dung dịch. Sựtương tác này là phức tạp và phụ thuộc vào bản chất của chất tan và dung môi .Quátrình solvat hóa kèm theo hiệu ứng nhiệt solvat hóa (Hsv).Nhiệt hòa tan là lượng nhiệt phát ra hay thu vào khi hòa tan 1 mol chất tanvào một lượng đủ lớn dung môi. Nhiệt hòa tan của chất răn tan trong dung môilỏng bao gồm nhiệt nóng chảy và nhiệt solvat hóa:Hht=Hnc+Hsv (1)Quá trình nóng chảy thường thu nhiệt (Hnc0) quá trình solvat hóa thườngphát nhiệt (Hsv>0) nên dấu của Hht tùy thuộc vào tương quan giữa độ lớn tuyệtđối của nhiệt nóng chảy và nhiệt độ solvat hóa.Tại cân bằng hòa tan ,độ tan của chất tan trong dung môi được xác địnhbằng nồng độ bão hòa của nó trong dung dịch.Khi nhiệt độ thay đổi , nồng độ bão hòa của chất tan cũng thay đổi. Sự phụthuộc độ tan vào nhiệt độ được biểu diển bằng phương trình đẳng áp Van’t Hoff:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC BẢN TƯỜNG TRÌNH HĨA HỌC KHOA HÓA HỌC Bản tường trình số 5: NHIỆT HỊA TAN Thứ ba, ngày 31, tháng 12, năm 2013 Họ tên sv: Mai Quang Hồng I.MỤC ĐÍCH: Xác định nhiệt hòa tan axit oxalic nước dựa vào phương trình đẳng áp Van’t Hoff cách đo độ hòa tan axit oxalic nhiệt độ khác II.LÝ THUYẾT: Tại nhiệt độ áp suất không đổi , hòa tan chất rắn vào dung mơi lỏng có q trình đồng thời tồn q trình hòa tan q trình kết tinh Khí vận tơc q trình hòa tan q trình kết tinh ,hệ đạt trạng thái cân hòa tan dung dịch bão hòa chất rắn Trong q trình hòa tan ngồi q trình chuyển pha từ rắn sang lỏng (nóng chảy) kèm theo hiệu ứng nhiệt nóng chảy (Hnc=Hcf) có q trình tương tác phân tử chất tan dung mơi (solvat hóa) để tạo thành dung dịch Sự tương tác phức tạp phụ thuộc vào chất chất tan dung môi Q trình solvat hóa kèm theo hiệu ứng nhiệt solvat hóa (Hsv) Nhiệt hòa tan lượng nhiệt phát hay thu vào hòa tan mol chất tan vào lượng đủ lớn dung mơi Nhiệt hòa tan chất răn tan dung môi lỏng bao gồm nhiệt nóng chảy nhiệt solvat hóa: Hht=Hnc+Hsv (1) Quá trình nóng chảy thường thu nhiệt (Hnc0) q trình solvat hóa thường phát nhiệt (Hsv>0) nên dấu Hht tùy thuộc vào tương quan độ lớn tuyệt đối nhiệt nóng chảy nhiệt độ solvat hóa Tại cân hòa tan ,độ tan chất tan dung mơi xác định nồng độ bão hòa dung dịch Khi nhiệt độ thay đổi , nồng độ bão hòa chất tan thay đổi Sự phụ thuộc độ tan vào nhiệt độ biểu diển phương trình đẳng áp Van’t Hoff: d ln S H ht dT RT Trong đó: (2) -S: Độ tan (mol/lit) -T:Nhiệt độ (K) -R:Hằng số khí lý tưởng Tích phân bất định vế phương trình(2) chuyển sang lg ta được: lg S H ht C 2,303RT Hay : lg S A C T (3) C: Là số tích phân Nếu xem Hht không phụ thuộc vào nhiệt độ , từ phương trình (3) cho thấy lgS phụ thuộc tuyến tính vào 1/T xác định độ tan ứng với mổi nhiệt độ, xây dựng đồ thị biểu diển hàm lgS=f(1/T), xác định hệ số góc đường thẳng xác định Hht tg A H ht ht 2,303R.tg 2,303R (4) III CÁCH TIẾN HÀNH Chuẩn bị bình tam giác đựng axit oxalic nước đem nung cách thủy bão hòa nhiệt độ 50oC cách đưa nhiệt kế vào mực nước dung dịch (vì đưa sát đáy bình nhiệt độ bình cao nhiệt độ dung dịch axit oxalic).Dùng pipet lấy 2ml dung dịch axit oxalic bão hòa vào cốc nhỏ vài giọt phenolphtalein vào dung dịch.Đem chuẩn độ dung dịch NaOH 0,5N cách lấy buret gắn vào giá rót dung dịch NaOH vào buret sau bắt đầu chuẩn độ cách cho nhỏ giọt từ từ NaOH vào axit oxalic lắc nhẹ cốc.Ban đầu nhỏ phenolphtalein vào dung dịch axit oxalic dung dịch khơng màu( phenolphtalein cho vào axit bị màu).Cho nhỏ giọt NaOH vào đến xuất màu hồng nhạt tồn khoảng 30 giây ta ngừng chuẩn độ đọc thể tích dung dịch NaOH.Tiến hành tương tự với nhiệt độ 45 40 35 30.để lấy dung dịch nhiệt độ thấp ta đưa bình mơi trường để hạ nhiệt độ muốn hạ nhanh ta đưa nhúng nhẹ đáy bình vào nước đến nhiệt độ cần tiến hành chuẩn độ ta dùng pipet lấy 2ml để tiến hành.Mổi thí nghiệm làm lần để lấy trung bình IV.CÁCH TÍNH TỐN phương trình phản ứng: 2NaOH+H2C2O4 → Na2C2O4 + 2H2O theo công thức đương lượng: CN1.V1= CN2 V2 Trong đó: CN1: Nồng độ đương lượng NaOH (=0,5N) (1) V1: Thể tích dung dịch NaOH (ml) CN2: Nồng độ đương lượng acid oxalic (N) V2: Thể tích dung dịch acid oxalic (= 2ml) Từ (1) suy CN C N V1 0,5 31,5 7,875 V2 = N Mà ta có CN=n.CM n: số nguyên tử hidro acid oxalic CM C N 7,875 3,9375mol / lit n Ta tính tương tự với thể tích khác bảng: VNaOH 0.05 N,ml STT T,K Lần Lần Trung bình S,mol/l LgS 1/T 323 30,5 32,5 31,5 3,9375 0,595 3,10.10-3 318 28,5 29 28,75 3,59375 0,556 3,14.10-3 313 25,5 26,5 26 3,25 0,512 3,19.10-3 308 20,5 24,5 22,5 2,8125 0,449 3,25.10-3 303 17 19,5 18,25 2,28125 0,358 3,30.10-3 298 15 16 15,5 1,9375 0,287 3,36.10-3 Ta có :Góc =50o =>=130o tan( ) A R.2.303 tan(130 o ) 5.5 cal/mol R.2.303 Vậy nhiệt hòa tan của trình là: 5.5 cal mol => Nhận xét: Dựa vào đồ thị biểu diễn cho ta thấy nhiệt độ tăng khả hòa tan acid oxalic lớn, ngược lại trình hòa tan diễn chậm Biểu đồ biểu thị phụ thuộc LgS vào 1/T ... thường thu nhiệt (Hnc0) q trình solvat hóa thường phát nhiệt (Hsv>0) nên dấu Hht tùy thuộc vào tương quan độ lớn tuyệt đối nhiệt nóng chảy nhiệt độ solvat hóa Tại cân hòa tan ,độ tan chất tan dung... hòa dung dịch Khi nhiệt độ thay đổi , nồng độ bão hòa chất tan thay đổi Sự phụ thuộc độ tan vào nhiệt độ biểu diển phương trình đẳng áp Van’t Hoff: d ln S H ht dT RT Trong đó: (2) -S: Độ tan. .. thủy bão hòa nhiệt độ 50oC cách đưa nhiệt kế vào mực nước dung dịch (vì đưa sát đáy bình nhiệt độ bình cao nhiệt độ dung dịch axit oxalic).Dùng pipet lấy 2ml dung dịch axit oxalic bão hòa vào