Giáo án thực hành hóa đại cương

Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang BÀI 3, 4: PHA DUNG DỊCH VÀ CHUẨN ĐỘ Ngày soạn: 31/03/2010 Ngày dạy: 25/3-1/4/210 I Mục tiêu Kiến thức Trang bị cho sinh viên kiến thức về: - Các loại nồng độ - Cách pha chế loại dung dịch - Cách xác định nồng độ dung dịch Kĩ - Rèn luyện cho sinh viên kĩ tính tốn - Rèn luyện cho SV kĩ thực hành pha chế loại dung dịch cách xác định nồng độ dung dịch Tình cảm, thái độ - Rèn luyện tính cẩn thận làm việc - Giúp SV u thích mơn Hóa học II Phương pháp - Đàm thoại nêu vấn đề - Hoạt động nhóm III Chuẩn bị - GV: giáo án, giáo trình - SV: giáo trình, tường trình, máy tính cá nhân IV Nội dung Hoạt động Nội dung I Lí thuyết - Dung dịch hệ đồng gồm hay nhiều cấu tử - Để biểu thị thành phần dung dịch, ta dung khái niệm nồng độ Nồng độ dung dịch: lượng chất tan có đơn vị khối lượng đơn vị thể tích dung dịch hay dung mơi - Nồng độ phần trăm (C%): số gam chất tan có 100 gam dung dịch - Nồng độ mol (M) số mol chất tan có lít dung dịch - Nồng độ đương lượng: (hay nồng độ nguyên chuẩn, kí hiệu N): số đương lượng chất tan lít dung dịch - Nồng độ molan: số mol chất tan 1000 gam dung mơi - Nồng độ phần mol (kí hiệu x): số mol chất i chia cho tổng số mol chất có mặt dung dịch n x i= i n Pha chế dung dịch a Pha chế dung dịch chuẩn - Nếu có chất gốc (chất có độ tinh khiết biết xác) cân lượng tính cân phân tích, hòa tan bình định mức thêm nước tới vạch ngấn - Khi khơng có chất gốc, trước hết pha dung dịch có nồng độ gần đúng, sau dùng dung dịch chất gốc khác để xác định lại nồng độ dung dịch vừa pha b Pha chế dung dịch từ dung dịch có nồng độ khác - Pha lỗng dung dịch: thêm nước vào để dung dịch có Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang nồng độ nhỏ Gọi C1, C2, V1 V2 nồng độ, thể tích dung dịch trước sau pha loãng Nếu VH2O thể tích nước dùng pha lỗng V2=V1 + VH2O đó: C1V1=(V1+VH2O)C2 - Pha trộn dung dịch: Giả sử trộn V1 ml dung dịch có nồng đọ C1 với V2 ml dung dịch có nồng độ C2 thu V=V1+V2 và: C1V1+C2V2=CV Xác định nồng độ dung dịch a Xác định nồng độ dung dịch phù kế - Tỉ khối dung dịch thay đổi theo nồng độ, biết nồng độ dung dịch suy tỉ khối ngược lại - Tỉ khối thường xác định phù kế Sau tra bảng ta có nồng độ dung dịch cần đo Nếu giá trị tỉ khối tìm từ thực nghiệm khơng có bảng tính nồng độ theo phép nội suy (với giá trị tỉ khối lân cận) b Xác định nồng độ dung dịch PP chuẩn độ - Chuẩn độ PP xác định nồng độ dung dịch theo nồng độ biết dung dịch khác cách đo thể tích dung dịch tương tác - Từ tính NB theo cơng thức: NB.VB=NA.VA - PP chuẩn độ áp dụng cho nhiều loại phản ứng: phản ứng trung hòa, phản ứng oxi hóa – khử, phản ứng tạo kết tủa, phản ứng tạo phức, … II Thực hành Hóa chất, dụng cụ a Hóa chất Dung dịch KNO3 12%, dung dịch HCl 2M 17%, dung dịch NaCl 5%, NaCl rắn, phenolphtalein b Dụng cụ Bình định mức (100, 250 ml), pipet (10ml), bình nón (100 ml), ống đong (250 ml), cốc (250 ml), phễu, đũa thủy tinh, phù kế Tiết 1: Cách tiến hành Thí nghiệm 1: Pha dung dịch có nồng độ xác định từ SV tra bảng đưa ra: dung dịch đậm đặc nước - Dung dịch KNO3 tỉ khối 1,029 có - Pha 25 ml dung dịch KNO3, tỉ khối 1,029 từ dung dịch nồng độ 5% đậm đặc tỉ khối 1,076 - Dung dịch KNO3, tỉ khối 1,076 có - Kiểm tra lại nồng độ phù kế nồng độ 12% - Sau tính V dung dịch đậm đặc cần lấy để pha thành 250 ml dung dịch SV: - Tìm tỉ khối dung dịch cần pha bảng để tính số gam NaCl cần lấy - Kiểm tra lại nồng độ phù kế Thí nghiệm 2: Pha dung dịch chất rắn nước - Pha 250 ml dung dịch NaCl 10% - Đặt phễu thủy tinh lên bình định mức 250 ml đổ tồn muối lên phễu Thêm nước khoảng nửa bình, lắc tròn đến hào tan hết muối Tiếp tục thêm nước đến gần ngấn, dùng pipet nhỏ giọt đến ngấn Đậy bình, giữ chặt nút, lật ngược bình vài lần Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang SV: - Tính tốn tỉ lệ dung dịch cần pha - Cách 1: tỉ lệ khối lượng dung dịch NaCl 10% H2O cần thêm 7/3 (tính theo sơ đồ đường chéo) - Cách 2: tỉ lệ khối lượng dung dịch NaCl 5% dung dịch NaCl 10% cần pha Thí nghiệm 3: Pha dung dịch từ dung dịch có nồng độ khác - Pha 250 ml dung dịch NaCl 7% từ dung dịch NaCl 10% (pha thí nghiệm 2) 5% - Cách 1: Pha thêm nước dung dịch NaCl 10% Tiết 2: ? Tra tỉ khối dung dịch HCl 17% (d=1,084g/ml) ? Tính thể tích dung dịch HCl 17% cần thiết để pha bình định mức 100 ml Thí nghiệm 4: Pha dung dịch có nồng độ chuẩn - Pha 100 ml dung dịch HCl 0,1 M từ dung dịch HCl 17% - Tính thể tích dung dịch HCl 17% cần thiết để pha bình định mức 100 ml - Cách 2: Pha dung dịch NaCl 5% dung dịch NaCl 10% Thí nghiệm 5: Xác định nồng độ dung dịch - Xác định nồng độ dung dịch HCl phù kế - Lấy dung dịch HCl 2M (đã pha sẵn PTN) đổ vào ống đong 250 ml Dùng phù kế đo tỉ khối dung SV: Tiến hành pha theo gợi ý dịch với độ xác  0,005 Đối chiếu với bảng tỉ khối tài liệu hướng dẫn giáo viên để tìm nồng độ phần trăm dung dịch axit Sau tính nồng độ đương lượng - Xác định nồng độ phương pháp chuẩn độ Kiểm tra nồng độ HCl pha thí nghiệm Để xác định nồng độ dung dịch HCl dùng dung dịch NaOH 0,1 M Dựa vào phản ứng trung hòa: HCl + NaOH NaCl + H2O Dùng phenolphtalein làm chất thị Cách tiến hành: - Dùng pipet lấy 20 ml dung dịch HCl pha TN4, cho vào nón 100 ml Nhỏ 2-3 giọt phenolphtalein vào bình nón Đổ dung dịch chuẩn NaOH 0,1 M vào buret sau chỉnh vạch số - Xác định xác thời điểm kết thúc phản ứng dung dịch mẫu: lấy bình nón đựng 20 ml nước cất, cho thêm vài giọt phenolphtalein giọt NaOH - Tiến hành chuẩn độ Ghi thể tích dung dịch NaOH dùng Tiến hành chuẩn độ lần Sai khác lần khơng q 0,1 ml Lấy giá trị trung bình để tính nồng độ dung dịch HCl Sau làm xong TN trên, SV: - Tổng hợp kết thu vào bảng tường trình TN, nộp cho GV - Thu dọn hóa chất, rửa dụng cụ TN - Đúc rút kinh nghiệm để TN thành công V Rút kinh nghiệm dạy Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang BÀI 5: ĐỘ TAN CỦA CÁC CHẤT Ngày soạn: 5/4/2010 Ngày dạy: 8/4/2010 I Mục tiêu Kiến thức Trang bị cho sinh viên kiến thức về: - Độ tan chất khí chất lỏng - Độ tan chất lỏng chất lỏng - Độ tan chất rắn chất lỏng Kĩ - Rèn luyện cho sinh viên kĩ tính tốn - Rèn luyện cho SV kĩ thực hành Tình cảm, thái độ - Rèn luyện tính cẩn thận làm việc - Giúp SV u thích mơn Hóa học II Phương pháp - Đàm thoại nêu vấn đề - Hoạt động nhóm III Chuẩn bị - GV: giáo án, giáo trình - SV: giáo trình, tường trình, máy tính cá nhân IV Nội dung Hoạt động Nội dung I Lý thuyết - Theo quy luật chung, nhiệt độ áp suất cố GV yêu cầu SV lên bảng hình thành tái định, q trình hòa tan tự diễn khi: kiến thức từ đưa cơng thức Ght  H ht  TS ht  liên quan hay: G  (H  H )  T (S  S )  ht cp s cp s - Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ tan chất, chất chất tan dung môi, nhiệt độ, áp suất, … - Thơng thường chất có tính chất tương đồng dễ tan vào Độ tan chất khí chất lỏng - Sự tan chất khí chất lỏng thường trình phát nhiệt (H  0) giảm entropi ( S  0) nên tăng nhiệt độ, độ tan giảm - Hòa tan chất khí vào chất lỏng, thể tích chất khí giảm ( V  0) nên tăng áp suất độ tan khí tăng lên - Đối với dung dịch lỗng độ tan chất khí tỉ lệ với áp suất dung dịch (ở nhiệt độ cố đinh - Định luật Henry) Độ tan chất lỏng chất lỏng - Độ tan không phụ thuộc áp suất hào tan chất lỏng thay đổi thể tích khơng đáng kể - Ở nhiệt độ cố định, tỉ số nồng độ chất tan hai dung mơi khơng hòa tan vào số: C K= (Định luật phân bố) C2 Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang Thí nghiệm nhóm SV thực hiện, người xác định độ tan nhiệt độ Dựa kết nhóm, xây dựng đồ thị phụ thuộc độ tan vào nhiệt độ (200C, 300C, 400C, 500C, 600C) SV: làm thí nghiệm ghi kết theo bảng sau; t0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 - Dựa vào kết thu tính độ tan muối nghiên cứu nhiệt độ cho theo số gam muối tan 100 gam nước - Tập hợp số liệu nhóm, vẽ đồ thị độ tannhiệt độ SV : - Tiến hành làm TN - Quan sát tượng vào giải thích C1, C2: nồng độ chất tan K: hệ số phân bố Độ tan chất rắn chất lỏng - Nếu trình phát nhiệt độ tan giảm tăng nhiệt độ, trình thu nhiệt độ tan tăng tăng nhiệt độ - Độ tan chất rắn nước không phụ thuộc vào áp suất thể tích hệ biến đổi không đáng kể - Nếu độ tan chất rắn giảm nhiệt độ giảm chất rắn kết tinh hạ nhiệt độ dung dịch bão hòa, độ tan tăng nhiệt độ giảm ngược lại II Thực hành Hóa chất dụng cụ a Hóa chất - Các chất rắn: K2Cr2O7, Na2S2O3, NaOH, NH4NO3, KNO3, C6H5-OH - Các chất lỏng: C2H5OH, ete, H2SO4 đặc b Dụng cụ Cốc (100 ml, 500 ml), chén sứ, bình cầu có nhánh, phễu nhỏ giọt, bình thu khí khơ có cắm ống vuốt nhọn, nhiệt kế, que quấy, ống nghiệm, kẹp sắt, giá sắt, đèn cồn Cách tiến hành a Thí nghiệm 1: Xác định độ tan chất rắn K2Cr2O7 nước - Cân sẵn bát sứ khô, cho 1-3 gam K2Cr2O7 nghiền nhỏ vào cốc nhỏ chứa 10 ml nước cất - Cho vào cốc to chứa nước, đun đến nhiệt độ cần xác định Điều chỉnh dần để nhiệt độ nước ổn định Khi muối tan hết, cho thêm lượng nhỏ muối đến muối dung dịch không tan - Phải theo dõi khuấy dung dịch Kể từ nhiệt độ ổn định (20-25 phút) lấy nhiệt kế que khuấy khỏi cốc Để lắng dung dịch, gạn nhanh dung dịch vào bát sứ chuẩn bị - Cân bát sứ với dung dịch, cô đặc dung dịch trê đèn cồn, gần cạn để nhỏ ;ửa cho muối khỏi bắn - Đặt bát sứ tủ sấy 1150C khoảng 25-30 phút làm nguội bình hút ẩm sau đem cân; sau lại sấy làm nguội cân Tiếp tục khối lượng chén sứ khơng đổi b Thí nghiệm 2: chuẩn bị dung dịch bão hòa - Cho ml nước cất vào ống nghiệm chứa 5-6 gam Na2S2O3 - Đun cách thủy dung dịch muối tan hết Tắt đèn, đậy ống nghiệm nút bơng, giữ ngun vị trí làm lạnh dung dịch từ từ đến nhiệt độ phòng Khi dung dịch nguội, cho vào Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang ống nghiệm tinh thể nhỏ Na2S2O3 làm mầm tinh thể c Thí nghiệm 3: Sự hòa tan chất lỏng với SV : - Tiến hành làm TN - Cho vào ống nghiệm ml nước cất, ml ancol - Nhận xét trình hòa tan ancol etylic etylic, khuấy Sau cho thêm ml ancol nước etylic, lại khuấy - Cho vào phễu chiết 1/3 thể tích nước, thêm - So sánh kết với thí nghiệm lượng ete dày khoảng 1cm Đậy phễu lắc Để phễu đứng yên, quan sát tượng + Để kiểm tra ete có tan nước khơng, ta mở nút, mở khóa phễu để tách dung dịch lớp vào ống nghiệm Kép ống nghiệm vào giá, đun nhẹ lửa đèn cồn Đưa que diêm cháy lại gần miệng ống nghiệm Quan sát tượng giải thích + Tách cho chảy hết lớp dưới, lấy dung dịch lớp cho vào ống nghiệm khơ chứa sẵn CuSO4 khan Nhận xét tượng giải thích - Cho vào ống nghiệm tinh thể phenol Đổ vào ống nghiệm lượng nước cất khoảng 1/3 thể tích ống Quan sát hình thành lớp: lớp dung dịch bão hòa nước phenol lớp dưới, lớp dung dịch bão hòa phenol nước + Cho ống nghiệm vào cốc có chứa nước đun sôi Thận trọng khuấy nhẹc hất lỏng ống nghiệm nhiệt kế, đồng thời theo dõi, xác định nhiệt độ hệ trở thành đồng + Lấy ống nghiệm khỏi cốc nước nóng làm lạnh cẩn thận, xác định nhiệt độ dung dịch vẩn đục chia thành lớp d Thí nghiệm 4: Sự tan chất khí nước - Cho vào bình Wurt 10 gam tinh thể NaCl, vào SV : - Làm thí nghiệm phễu nhỏ nhỏ giọt 20 ml dung dịch H2SO4 đặc - Úp ngược lọ đựng khí vào chậu nước 98% Chuẩn bị sẵn chậu thủy tinh đựng 2/3 chuẩn bị Nhận xét tượng giải nước, thêm vài giọt NaOH vài giọt thích phenolphtalein GV: làm để biết khí HCl đầy bình? - Mở khóa cho giọt axit chảy xuống bình, ( thử giấy quỳ ẩm) đun nhẹ đèn cồn Dùng lọ khơ thu đầy khí HCl, đậy lọ nút có cắm ống thủy tinh vuốt nhọn Sau thu xong, khóa phễu, tắt đèn, nhúng ống dẫn vào cốc đựng dung dịch NaOH Sau làm xong TN trên, SV : - Tổng hợp kết thu vào bảng tường trình TN, nộp cho GV - Thu dọn hóa chất, rửa dụng cụ TN - Đúc rút kinh nghiệm để TN thành công V Rút kinh nghiệm dạy Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang BÀI 6: CÂN BẰNG HÓA HỌC VÀ SỰ CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG Ngày soạn: 5/4/2010 Ngày dạy: I Mục tiêu dạy Kiến thức Trang bị cho sinh viên kiến thức về: - Cân hóa học - Sự chuyển dịch cân Kĩ - Rèn luyện cho sinh viên kĩ tính tốn - Rèn luyện cho SV kĩ thực hành Tình cảm, thái độ - Rèn luyện tính cẩn thận làm việc - Giúp SV yêu thích mơn Hóa học II Phương pháp giảng dạy - Đàm thoại nêu vấn đề - Hoạt động nhóm III Chuẩn bị - GV: giáo án, giáo trình - SV: giáo trình, tường trình, máy tính cá nhân IV Nội dung dạy Hoạt động GV SV GV yêu cầu SV lên bảng hình thành tái kiến thức từ đưa cơng thức liên quan GV: Biểu thức tính số cân bằng? Hằng số cân phụ thuộc yếu tố nào? GV: Nội dung nguyên lí chuyển dịch cân Le Chatelier? Nội dung I Lý thuyết - Đối với nhiều phản ứng hóa học phản ứng khơng xảy hoàn toàn, tức từ chất tham gia phản ứng khơng thu 100% sản phẩm Đó phản ứng diễn theo chiều: chiều thuận từ trái sang phải chiều nghịch theo hướng ngược lại - Cân hóa học trạng thái nồng độ sản phẩm nồng độ chất tham gia phản ứng không thay đổi theo thời gian - Đối với phản ứng tổng quát: mA + nB +…  m' C  n' D  phản ứng thuận phản ứng nghịch phản ứng sơ cấp thì: vt=k1[A]m[B]n… vn=kn[C]m’[B]n’… với kt, kn số tốc độ phản ứng thuận phản ứng nghịch; [A], [B], [C], [D], nồng độ mol hiệu dụng chất Ở điều kiện cân bằng, vt=vn, đó: m' n' k t [C ]cb [ D]cb  K= m n k n [ A]cb [ B]cb K gọi số cân thay đổi nhiệt độ thay đổi - Nguyên lí chuyển dịch cân Le Chatelier: Sự thay đổi yếu tố có ảnh hưởng tới hệ cân vị trí cân chuyển dịch theo chiều chống lại thay đổi II Thực hành Hóa chất dụng cụ a Hóa chất Dung dịch FeCl3 bão hòa; dung dịch KSCN bão Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh ... cho GV - Thu dọn hóa chất, rửa dụng cụ TN - Đúc rút kinh nghiệm để TN thành công V Rút kinh nghiệm dạy Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên:... cho GV - Thu dọn hóa chất, rửa dụng cụ TN - Đúc rút kinh nghiệm để TN thành công V Rút kinh nghiệm dạy Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên:... phạm Quảng Ninh Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang ống nghiệm tinh thể nhỏ Na2S2O3 làm mầm tinh thể c Thí nghiệm 3: Sự hòa tan chất lỏng với SV : - Tiến hành làm TN