Tài liệu với các bài báo cáo thực hành như: điều chế dung dịch keo và xác định ngưỡng keo tụ; xác định hằng số cân bằng của phản ứng KI + I2 = KI3 trong dung dịch nước; xác định năng lượng hoạt hóa của phản ứng hóa học; hấp phụ đẳng nhiệt và phương trình Frendlich; nhiệt hóa hơi của chất lỏng... Mời các bạn cùng tham khảo bài viết để nắm chi tiết nội dung nghiên cứu.
BÀI ĐIỀU CHẾ DUNG DỊCH KEO VÀ XÁC ĐỊNH NGƢỠNG KEO TỤ I MỤC ĐÍCH: Điều chế dung dịch keo Fe(OH)3 Xác định ngưỡng keo tụ dung dịch với chất điện li Na2SO4 II KIẾN THỨC LÍ THUYẾT: -Hạt keo hạt có kích thước nằm hạt vĩ mơ hạt vi mơ.Vì vậy, ta điều chế dung dịch keo cách ngưng tụ từ dung dịch thực phân tán từ hệ phân tán thô -Phương pháp ngưng tụ: tập hợp hạt có kích thước nhỏ thành hạt có kích thước lớn hạt keo.Có thể làm phản ứng hóa học thay dung môi… -Phương pháp phân tán: dùng lượng cơ, điện, chất điện li…để phân tán hạt lớn kích thước hạt keo Ví dụ:Điều chế keo AgI phƣơng pháp ngƣng tụ: +Keo âm: dùng pipet cho vào bình nón 20ml dung dịch KI 0,05N Từ buret cho giọt AgNO3 0,05N vừa thêm vừa lắc hết khoảng 1820ml AgNO3 0,05N, ta hạt keo âm có cấu tạo: [(AgI)m.nI (n-x)K+]x- xK+ +Keo dương: cho vào bình nón 20ml dung dịch AgNO3 0,05N Từ buret cho giọt KI 0,05N vừa thêm vừa lắc hết khoảng 15- 18ml KI, ta hạt keo dương có cấu tạo: [(AgI)m.nAg (n-x)NO3-].xNO3Chú ý: thử dấu keo cách lấy mảnh giấy lọc, đầu nhúngvaof dung dịch keo Vì giấy lọc làm từ xenlulo thấm nước tích điện âm Nếu hạt keo tích điện âm theo mao quản giấy lọc mà lan xa Nếu hạt keo tích điện dương bị giữ lại đầu chỗ nhúng giấy lọc TRẢ LỜI CÂU HỎI: 1)Dung dịch keo gì? Có cách điều chế dung dịch keo? -Dung dịch keo hệ phân tán hạt chất phân tán có đường kính cỡ 10-7 đến 10-9 -Có phương pháp điều chế dung dịch keo: +Phân tán từ hệ phân tán thô +Ngưng tụ từ dung dịch thực 2)Viết cấu tạo hạt keo dương AgI hạt keo âm H2SiO3? -Keo dương AgI: [(AgI)m.nAg (n-x)NO3-].xNO3- -Keo âm H2SiO3: [(H2SiO3)m.nSiO32-.(2n-x)K+].xK+ 3)Ngưỡng keo tụ gì? Nó phụ thuộc vào yếu tố nào? -Ngưỡng keo tụ: nồng độ tối thiểu dung dịch keo để xảy trình keo tụ -Các yếu tố ảnh hưởng đến trình keo tụ: +Nồng độ +Nhiệt độ +Khuấy trộn +Thời gian +Chất điện li quan trọng có ý nghĩa +Yếu tố bên III PHẦN THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ: 1.Dụng cụ hóa chất: -Đèn cồn :1 -Cốc chịu nhiệt 250ml :1 -Pipet1, 2, 10ml :2 loại -Ống nghiệm :12 -Kiềng sắt + lưới Amiang :1 -Dung dịch FeCl3 10% -Dung dịch Na2SO4 0,002M -Nước cất 2.Cách tiến hành: Điều chế dung dịch keo Fe(OH)3: -Cho 95ml nước cất vào cốc chịu nhiệt 250ml đun sôi đèn cồn -Dùng pipet hút xác 5ml dung dịch FeCl3 10% nhỏ giọt vào cốc nước sôi hết -Đun sôi tiếp phút lấy đẻ nguội nhiệt độ phòng ta dung dịch keo Fe(OH)3 Hình ảnh minh họa Xác định ngƣỡng keo tụ: Ống 10 H2O 9.0 8.9 8.8 8.7 8.6 8.5 8.4 8.3 8.2 8.1 Na2SO4 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Fe(OH)3 1 1 1 1 1 Hiện tượng - - - - + + + + + + Tổng cộng ống 10ml Quan sát ống đục(keo tụ) đánh dấu (+), ống đánh dấu (-) Lấy ống đục để tính kết theo cơng thức V1 Na SO4 1000 V2 Trong đó: V1 thể tích dung dịch Na2SO4 V2 thể tích dung dịch keo ngưỡng keo tụ (mmol/l) IV.XỬ LÍ SỐ LIỆU VÀ TÍNH TỐN KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM: V1 Na SO4 0,4.0,002 1000 = 1000 0,8 (mmol/l) V2 Vậy ngưỡng keo tụ là: 0,8(mmol/l) Nhận xét: Nồng độ chất điện li đóng vai trò quan trọng đến trình keo tụ Sự khác biệt dung dịch thực dung dịch keo là: -Hạt keo có kích thước lớn phân tử nên tốc độ khuếch tán chậm phân tử -Các hạt keo có kích thước nhỏ nên thường khơng bền mặt nhiệt động có xu hướng liên kết lại với thành hạt có kích thước lớn diện tích bề mặt giảm lượng bề mặt giảm(có lợi mặt lượng) V NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: BÀI 2: XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ CÂN BẰNG CỦA PHẢN ỨNG KI + I2 = KI3 TRONG DUNG DỊCH NƢỚC I.MỤC ĐÍCH: Áp dụng định luật phân bố để xác định số cân nước phản ứng: KI2 + I2 = KI3 II KIẾN THỨC LÝ THUYẾT: Ta biết rằng, hai chất lỏng không tan vào hỗn hợp tách làm hai (lớp nặng nhẹ trên, xác là: chất có tỉ trọng lớn nằm dưới) Nếu ta thêm chất thứ có khả nng hồ tan hai chất chất phân bố hai chất lỏng tạo thành hai dung dịch cân có nồng độ khác Đây giả thiết chất tan mơi trường khơng có phản ứng hố học xảy Theo nhiệt động học, điều kiện cân bằng, thể hóa học chất tan hai pha phải khác µ1 = µ 01 + RTlna1 µ2 = µ 02 + RTlna2 µ 01 02 hố tiêu chuẩn chất tan dung mơi tương ứng: a1, a2 hoạt độ chất tan hai dung môi Theo điều kiện cân ta viết: µ 01 + RTlna1 = µ 02 + RTlna2 02 - 01 = RT ln ln a1 a2 nhiệt độ khơng đổi ta viết: a1 = = Const RT a2 hay : 2 a1 = exp = K a2 RT K gọi hệ số phân bố, K phụ thuộc vào chất chất nhiệt độ Đối với dung dịch lỗng thay hoạt độ chất tan nồng độ Cách tính chất không làm thay đổi tab lẫn hai chất lỏng chất tan khơng có phân ly kết hợp Nếu có phân ly chất tan pha: giả sử chất tan KA phân bố dung môi 2, dung mơi chất K khơng phân ly (Hình 3) KA K+ + AKA Nếu gọi nồng độ KA dung môi C1 độ phân ly của KA α nồng độ ion dung môi αC1 Nồng độ KA không phân ly (1 – α ) C1 Khi số phân ly KA là: 2 KPL=- C1 C1 C1 (1 ) (1 ) (1- )= C1 K PL KPL số phân ly Mặt khác phân tử KA không phân ly lại nằm cân với KA dung môi hệ số phân bố: C1 (1 ) C12 KPB = = hay C2 K M C2 K PB KPL = C12 C2 =K K PB số phân bố Nếu có kết hợp chất tan l pha K= K PB K PL TRẢ LỜI CÂU HỎI: Câu 1: Phát biểu viết biểu thức định luật phân bố Định luật phân bố : ta thêm chất thứ ba có khả hòa tan chất chất phân bố hai chất lỏng tạo thành dung dịch cân có nồng độ khác Nếu C1 C2 nồng độ cấu tử chất tan hai dung môi 2, cân nhiệt độ khơng đổi, t số C1/C2 số gọi hệ số phân bố K K= C1 C2 Câu 2: Chứng minh với lượng dung mơi tiến hành chiết nhiều lần có lợi chiết lần Cùng lượng dung mơi tiến hành chiết nhiều lần có lợi chiết lần vì: Chiết lần lượng chiết là: m=a.(1- V0 ) V0 KVc - Lần chiết thứ nhất: Vc Nồng độ chất tan dung môi chiết: Nồng chất tan dung dịch: a x1 V0,a Vc x V0 a x1 K= Vc x1 V0 K x1 a x1 V0 Vc x =a V0 V0 K Vc -Lần chiết thứ 2: Nồng độ chất tan dung môi chiết: Nồng độ chất tan dd: x1 x Vc x2 V0 x1 x V K= c x2 V0 x2=x1 V0 V0 K Vc Thay x1 tính vào cơng thức tính x2: x2=a.( V0 )2 V0 K Vc Sau lần chiết thứ n: xn=a.( V0 )n V0 K Vc n V Lượng chất chiết sau n lần chiết là: m=a 1 V0 KVc Chiết n lần có lợi chiết lần Câu 3: Viết biểu thức tính K phân bố K cân bằng, cho biết chúng phụ thuộc vào yếu tố Cơng thức tính số phân bố: 02 01 a1 = RT a K=exp Hằng số phân bố phụ thuộc vào chất chất nhiệt độ Cơng thức tính số cân pứ này: KCB= KI KI I Hằng số cân phụ thuộc nồng độ, nhiệt độ, áp suất chất chất Câu 4: Tại chuẩn bị độ I2 dung dịch H20 khơng nên cho hồ tinh bột vào từ đầu chuẩn I2 dung dịch CCl4 phải thêm dung dịch KI vào -Khi chuẩn độ I2 dd H2O khơng nên cho HTB vào từ đầu vì: HTB có cấu tạo dạng xoắn hấp thụ I2 gây sai số chuẩn độ -Phải thêm dd KI vào để hòa tan I2 vì: KI + I2 KI3 Khi thêm đ KI vào KI tăng cân dịch chuyển theo chiều thuận chiều tạo KI3 III PHẦN THỰC NGHIỆM: Áp dụng định luật phân bố để xác định số cân phản ứng KI + I2 KI3 nước Trong mơi trường nước có số cân KCB= KI (1) KI I Cân dị thể I2 hai lớp tuân theo định luật phân bố: K= I H O I CCL4 Như ta pha hai hỗn hợp I2 nước CCL4 chuẩn độ lượng l2 lớp ta tính KPB.Ta xác định lượng I2 lớp nước.Chuẩn độ I2 lớp nước ta thu lượng (I2) tổng cộng bao gồm I2 tự I2 KI3 (tức KI3) KI + I2 KI3 Phản ứng KI + I2 KI3 nước o ta tính được:(KI3)=(I2)TC-(I2)H O I2 iết nồng độ [KI ban đầu [KI0 ta tính nồng độ [KI cân : [KI]cb =[KI0]-[KI3] iết (I2)H O , [KI3]cb , [KI]cb ta tính K theo (1) .Dụng cụ v h chất: Ph u chiết 250ml : ình nón 500ml (nút mài) : ình nón 100ml (nút mài) : Cốc 100ml : ình nón 250ml : Pipet 1,2,5,10,25 ml : uret 25 ml 50 ml : KI 0,1N 1N :1 I2 bão hòa CCl4 :2 Na2S203 0,01 0,001N tinh bột 2.Cách tiến h nh: Hình ảnh minh họa Cho vào bình nón nút mài bình 10ml I CCl4 ình thứ thêm vào 10ml nước cất ,bình thứ hai thêm vào 50ml KI 0,1N.Đậy nắp ,lắc k vòng 30 phút ,thỉnh thoảng mở nút cho CCl bay Sau lắc xong cho vào hai ph u chiết để yên giá cho hệ tách lớp Chiết lấy lớp CCl4 (phần dưới) vào hai bình nón nút mài 100ml Phần lại để nguyên ph u chiết Tiến hành chuẩn độ: -Chuẩn độ I2 CCl4 Na2S203 0,01N: Mỗi lần lấy chuẩn 1ml + 10ml KI 0,1N chuẩn cho màu dung dịch chuyển từ nâu sang vàng rơm cho hồ tinh bột vào.Chuẩn đến dung dịch màu xanh 10 Nếu thực phản ứng (1) lấy lượng nước lớn nhiều lần so với etylaxetat ta xem nồng độ nước không thay đổi phản ứng tiến hành theo chế bậc Phương trình động học có dạng : lg C0 k t C x 2.303 Trong đó: C nồng đọ etylaxetat ban đầu x lựợng etylaxetat phản ứng thời gian t Vậy muốn xác định k ta phải xác định nồng độ thời điểm khác từ tính TRẢ LỜI CÂU HỎI: Câu 1: Năng lượng hoạt hóa gì? - Năng lượng họat hóa lượng dư tối thiểu mà hệ phản ứng cần phải có so với lượng trung bình hệ ban đầu để phản ứng xảy Câu 2: Nhiệt độ có ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng? - Sự ảnh hưởng nhiêt độ tới vận tốc phản ứng là: nhiệt độ phản ứng cao phản ứng xảy nhanh Câu 3: Nồng độ NaOH có ảnh hưởng đến chuẩn độ? - Sự ảnh hưởng nồng độ NaOH tới chuẩn độ : khơng nên dùng nồng độ q lỗng khó phát điểm tương đương, khơng nên dùng nồng độ cao d dẫn dến sai số lớn Nồng độ NaOH hay dùng 0,1N III Phần thực nghiệm: Dụng cụ hóa chất: Bình tam giác nút mài 250ml ình tam giác nút thường 250ml : : Bình cầu đáy tròn 250 ml : Sinh hàn thẳng : Ống hút 10ml : Buret 25ml : 14 Bếp cách thủy : Nhiệt kế 100 C : CH COOC H tinh khiết NaOH 0,1N Phenolftalein Cách tiến hành: Tiến hành thí nghiệm song song giống nhau, khác nhiệt độ tiến hành thí nghiệm tiến hành nhiệt độ phòng, thí nghiệm tiến hành nhiệt độ phòng + 10 C Cách làm: Cho vào hai bình tam giác 250ml nút mài, bình 100ml HCl 0.1N, bình để nhiệt độ phòng, bình lại cho vào bếp cách thủy đun nhiệt độ phòng + 10 C Sau cho vào bình 5ml etylaxetat nguyên chất Lắc tính thời gian từ Xác định V : Lấy 10ml dung dịch hai bình tam giác chuẩn độ NaOH 0,1N với thị phenolftalein(dung dịch chuyển sang màu hồng dừng ) Xác định V : Lấy 10ml dung dịch bình tam giác lại cho vào bình cầu có sinh hàn, đặt vào bình cách thủy đun nhiệt độ 80-90 C vòng 120 phút (thỉnh thoảng lắc cho nước cất qua sinh hàn) Lấy để nguội nhiệt độ phòng, đem định phân toàn NaOH 0,1N Xácđịnh V t : Trong hai bình trên, 20 phút lấy bình 10ml để chuẩn độ (nhớ cho thêm 10ml nước cất giọt phenolftalein) chuẩn NaO 0,1N màu hồng xuất Làm 5-6 lần Kết thí nghiệm:V = 9,6ml, V = 36ml T 10 T(phút) 20 Vt 60 80 100 120 11,6 12,6 13,3 13,7 40 60 80 100 120 12,2 13,6 15 16 17,2 10,3 11 T 02 (T1+10) T(phút) 20 Vt 40 11 15 Xử lý kết quả: Gọi V thể tích NaOH cần để chuẩn lượng Cl ban đầu có 10ml lấy lần chuẩn Như giá trị (V t - V ) thể tích cần thiết để chuẩn lượng CH3COOH sinh phản ứng thủy phân sau thời gian t Từ ta suy lượng etylaxetat phản ứng x sau thời gian t tỉ lệ với (V t - V ), ta viết x=m((V t - V ), m hệ số tỉ lệ Một cách tương tự vậy, lượng CH3COOC2H5 phản ứng thời điểm vô tỉ lệ với (V - V ) Lượng lượng CH3COOC2H5 ban đầu C CH 3COOC H = m (V - V ) Do ta có lg (V - V t )=lg (V - V ) - k 1t 2,303 Tính E theo cơng thức: lg k T2 k T1 = Suy ra: E= t(phút) lg(V -V t ) t =250 C lg(V -V t ) t =350 C E 1 1 4,575 T2 T1 4,575.T1 T2 T2 T1 lg k T2 k T1 20 40 60 80 100 120 1.410 1.398 1.387 1.369 1.356 1.348 1.398 1.377 1.350 1.322 1.301 1.274 Vẽ đồ thi xác định k T k T k T =-2,303tg , k T =-2,303tg Tính E theo cơng thức: lg k T2 k T1 = E 1 1 4,575 T2 T1 E= 4,575.T1 T2 T2 T1 lg k T2 k T1 (cal/mol) 16 Biểu đồ xác định K v K2 1.42 1.4 1.38 Lg(Vc-Vt) 1.36 Nhiệt độ phòng Nhiệt độ phòng+10 Linear (Nhiệt độ phòng+10) Linear (Nhiệt độ phòng) y = -0.0006x + 1.4234 1.34 1.32 1.3 1.28 y = -0.0013x + 1.4246 1.26 20 40 60 80 100 120 140 Thời gi n(t) - Dựa vào đồ thị ta có: tg = -0,0006 k T = 1,3818.10-3 tg = -0.0013 kT =2,9939.10-3 -Thay vào công thức: E= 4,575.T1 T2 T2 T1 lg k T2 k T1 suy ra: E=14100(cal/mol) Vậy: Năng lượng hoạt hóa pứ mơi trường axit là: E=14100(cal/mol) IV NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: 17 BÀI 4: HẤP PHỤ ĐẲNG NHIỆT VÀ PHƢƠNG TRÌNH FRENDLICH I/ MỤC ĐÍCH: Xác định hấp phụ axit axetic than hoạt tính dung dịch nước II/ KIẾN THỨC LÝ THUYẾT: Sự hấp phụ chất không điện ly chất điện ly yếu ranh giới phân chia pha rắn lỏng thuộc vào loại đặc tính hấp phụ phân tử tuân theo phương trình Gibbs Nếu chất tan bị hấp phụ lượng lớn dung mơi hấp phụ gọi hấp phụ dương, ngược lại hấp phụ âm Sự hấp phụ chất hữu dãy đồng đẳng tuân theo quy tắc Traube: Sự hấp phụ giảm với tăng chiều dài mạch với tăng kích thước phân tử tiết diện sử dụng chất hấp phụ để hấp phụ bị giảm, phan tử lớn không bị rơi vào lỗ hẹp chất hấp phụ Sự hấp phụ ranh giới rắn lỏng tuân theo quy tắc thăng độ phân cực Rebindis: Các chất bị hấp phụ ranh giới phân chia pha xãy trườn hợp có mặt lớp bề mặt làm cho hiệu số độ phân cực pha bị giảm Để đo hấp phụ, người ta cho lượng cân xác chất hấp phụ vào thể tích dung dịch chấ bị hấp phụ Lượng chất bị hấp phụ tính hiệu số nồng độ đầu nồng độ cân thể tích dung dịch Trong dung dịch lỗng, thơng thường người ta khơng tính hấp phụ dung môi Theo kiện thực nghiệm xây dựng đồ thị phụ thuộc khối lượng chất bị hấp phụ vào nồng độ cân dung dịch Sự hấp phụ vật xốp từ dung dịch lỗng mơ tả phương trình thực nghiệm Frenlich: X/m = k Cn Trong đó: X số mol chất bị hấp phụ (mol/l) m khối lượng chất hấp phụ (g) C nồng độ cân (mol/l hay mmol/l) 18 k số tương ứng cho khối lượng chất bị hấp phụ nồng độ cân n số (n = 0,1 ÷ 0,5) Để tìm số k n chuyển phương trình thành dạng khác: x lg x m lg = lgk + nlgC tg = n = lg C m Khi đồ thị phụ thuộc lg(x/m) vào lgC đường thẳng hình TRẢ LỜI CÂU HỎI : Câu 1: Hấp phụ gì? Có loại hấp phụ ? -Hấp phụ trình chất chứa phân tử chất khí,lỏng hay chất hòa tan lên bề mặt phân cách pha Bề mặt phân cách pha khí- lỏng, khírắn hay lỏng-lỏng, lỏng- rắn… *Phân loại hấp phụ:có loại hấp phụ : hấp phụ vật lí hấp phụ hóa học Câu 2: Những thuyết học hấp phụ? *Có thuyết học hấp phụ - Thuyết hấp phụ đẳng nhiệt frendlich - thuyết Langmuir - Thuyết Bet Câu : Giải thích cách tính số k, n? -Giải thích cách tính số n, K +Dựa vào đồ thị phụ thuộc Lg(x/m) LgC ta biết tg Lại có : tg = n -Thay n vào phương trình lg x lgK+n.lgC Ta rút K m Câu : Những sai số gặp q trình thí nghiệm? -Những sai số gặp q trình thí nghiệm 19 + Sai số chủ quan : sai số trình cân, chuẩn độ, đong, tính tốn kết + Sai số khách quan : dụng cụ thí nghiệm, hóa chất… Ví dụ : Chuẩn độ q trình xác định điểm tương đương, từ điểm tương đương ta suy nồng độ chất cần xác định Thế thực tế ta khơng thể tìm thị thay đổi màu điểm tương đương mà có thị thay đổi màu trước sau điểm tương đương thơi Như q trình chuẩn độ tất yếu phải xảy sai số thị III/ PHẦN THỰC NGHIỆM: 1/Dụng cụ Bình tam giác 250ml: :12 Ph u lọc 100 :6 Ống hút 2,5,10,25ml :mỗi loại Buret 25ml :1 Giấy lọc :1 hộp 2/Hóa chất CH3COOH 0,4N :1 lít NaOH 0,1N :1 lít Chỉ thị Phenolftalein :1 lọ 3/Cách làm Cho vào bình tam giác theo tỉ lệ: Bình CH3COOH 0,4N 50 40 30 20 10 Nước cất(ml) 10 20 30 40 45 Than hoạt tính (g) 1 1 1 Lắc mạnh khoảng 30 phút, sau để yên 15 phút cho cân lọc dung dịch vào bình khác Chuẩn độ bình dung dịch sau hấp phụ 2-3 lần lấy kết trung bình 20 Chú ý:Mỗi lần chuẩn lấy 10ml cho thêm giọt phenolftalein, chuẩn độ dung dịch NaO 0,1N đến xuất màu hồng Kết thí nghiệm ghi vào bảng sau: Bình VNaOH 35.5 27,7 20 12,9 5,7 2,3 35,6 28 20,1 12,8 5,8 2,3 35,4 27,9 20 12,7 5,7 2,3 NaOH 35,5 27,87 20,03 12,8 5,73 2,3 V IV XỬ LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Khối lượng axit bị hấp phụ tính theo cơng thức sau: A= C1 C V 1000m Trong đó: C1 ,C2 nồng độ axít trước sau hấp phụ V:thể tích dung dịch lấy để hấp phụ(50ml) m:Khối lượng vật bị hấp phụ(than 1g) Tính tốn t đƣợc bảng số liệu sau: C1 0,4 0,32 0,24 0,16 0,08 0,04 C2 0,3550 0,2787 0,2003 0,128 0,0573 0,023 C 0,045 0,0413 0,0397 0,032 0,0227 0,017 x 10 3 m 2,25 2,065 1,985 1,6 1,135 0,85 Lg(x/m) -2.77 -2.69 -2.83 -2.8 -2.95 -3.07 LgC -0.44 -0.56 -0.68 -0.9 -1.24 -1.64 21 Đồ thị phụ thuộc lg(x/m) v o lgC -2.6 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 -2.65 y = 0.3604x - 2.4858 -2.7 -2.75 Lg(x/m) -2.8 -2.85 (lgC,lgx/m) Linear ((lgC,lgx/m)) -2.9 -2.95 -3 -3.05 -3.1 lgC - Dựa vào đồ thị ta có: n=tg =0,3604 Lgk=-2,4858 k=3,27.10-3 V NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN : Hình ảnh minh họa 22 BÀI 5: NHIỆT HĨA HƠI CỦA CHẤT LỎNG I MỤC ĐÍCH: -Xác định nhiệt hóa nước II KIẾN THỨC LÍ THUYẾT: -Nghiên cứu tượng chuyển pha chất tinh khiết khơng có phản ứng hóa học kèm theo -Một đặc trưng quan trọng chất lỏng áp suất bão hòa, đặc trưng cho khả bay chất -Phương trình Clauperon-Claudiut nêu lên mối quan hệ áp suất bão hòa nhiệt độ sau: dP H H dT T (V2 V1 ) TV Trong đó: H : nhiệt hóa V2: thể tích pha V1: thể tích pha lỏng -Nếu cho nhiệt độ sôi T áp suất P, thể tích mol chất lỏng cân V1 V2 tương ứng, cơng hệ sinh để thay đổi thể tích bằng: A= P.(V2-V1) = P V Đạo hàm công thức theo nhiệt độ ta có: dA VdP dP dA dT dP dT V1 dT (1) Đạo hàm lấy theo điều kiên V khơng đổi áp suất phụ thuộc vào nhiệt độ, khônh phụ thuộc vào thể tích Ở nhiệt độ sơi chúng có cân L=H Vì theo ngun lí thứ nhiệt động học nhiệt hóa nhiệt trình thuận nghịch: dA H dT dT o biểu thức (1) viết: 23 dP H H dT TV T (V2 V1 ) (2) Để d dàng việc nghiên cứu cân lỏng -hơi hay tinh thể- hơi, phương trình Clauperon-Claudiut đơn giản hóa với điều kiện sau: Vhơi>Vlỏng (hay V hơi>V tinh thể) ta bỏ qua v lỏng hay V tinh thể (2) Ở điều kiện thường điều đảm bảo: Sau bỏ qua V1 thay V2=RT/P vào (2) ta được: dP H d ln P H hay PdT RT dT RT Lấy tích phân bất định phương trình ta có: lnP = Trong đó:A= P A B hay lgP = - B RT T H H 1,987.2,0303 4,575 lgP (1) tg A/ R R=1,987 Cal/mol độ, A có thứ ngun độ Phương trình (1) ứng với phụ thuộc tuyến tính: LgP = f(1/T) (như hình 7) Lấy tích phân hữu hạn phương trình ta có : P2 T P2 dP H H 1 P PdT T RT lg P1 2,023.R T2 T1 (2) 1 1/T Biết áp suất bão hoà chất lỏng hai nhiệt độ sơi ta xác định nhiệt hóa chất lỏng dựa theo phương trình (2) TRẢ LỜI CÂU HỎI : 1)Chuyển pha ? Có loại chuyển pha, cho ví dụ ? -Chuyển pha q trình chuyển từ pha sang pha khác -Có loại chuyển pha : +Loại : trình chuyển pha kèm theo biến thiên nhảy vọt đạo hàm bậc nhiệt động 24 +Loại : trình chuyển pha kèm theo biến thiên nhảy vọt đạo hàm bậc nhiệt động 2)Với điều kiện H tính theo cơng thức : lnP = - P B RT Áp dụng : cân lỏng – hay tinh thể - 3)Bình ổn áp có vai trò phòng thí nghiệm ? Bình ổn áp có vai trò giữ cho áp suất ổn định phòng thí nghiệm III PHẦN THỰC NGHIỆM : 1.Dụng cụ : -Bình chứa chất lỏng -Ống sinh hàn -Nhiệt kế -Bình bảo hiểm -Ổn áp -Khóa -Đèn cồn Cách làm : thiết bị áp suất bão hòa : Phần bay gồm : Bình cổ để chứa chất lỏng nghiên cứu, cổ để cắm nhiệt kế, cổ để cắm sinh hàn hồi lưu Phần thay đổi áp suất đo áp suất : Gồm có máy hút chân khơng, bình ổn áp, khóa để nối hệ thống chân khơng với khí hay phần bay Tiến hành : Đóng khóa 8, mở khóa cho máy hút chân không chạy để áp suất trông hệ giảm dần Trong hệ đạt độ chân khơng định đóng khóa lại, tắt máy Khi áp suất hệ áp suất bên ngồi khí mức thủy ngân nhánh qua ống chữ u ngang Dộ chênh lệch mức thủy ngân áp kế độ chênh lệch áp suất khí áp suất hệ 25 P = (Pk – h) mmHg Pk : Áp suất khí Giá trị Pk đọc áp kế có phòng thí nghiệm Để ngun chất lỏng hệ, dùng đèn cồn đun nóng chất lỏng bình cầu, theo dõi nhiệt độ sơi Khi thấy nhiệt độ ngừng thay đổi ghi lấy nhiệt độ vào bảng đồng thời ghi giá trị h áp kế Sau tiếp tục đun chất lỏng áp suất cao cách điều chỉnh khóa thật từ từ cho khơng khí vào hệ để áp suất hệ tăng lên 40mm g (tức h giảm xuống 40mm) đóng khóa lại Đun cho chất lỏng sôi áp suất Ghi nhiệt độ chiều cao h tương ứng Cứ ghi nhiệt độ khác áp suất khác áp suất hệ áp suất ngồi khí Chú ý : Trước tiến hành thí nghiệm phải thử độ kín hệ thống cách hút chân khơng hệ thống khóa chặt van 7, van Để yên 5-10 phút Nếu thấy chiều cao mức thủy ngân không thay đổi xem hệ thống kín hồn tồn Cho nước qua sinh hàn liên tục để làm lạnh h(mmHg) P = Pk - h lgP t0C T0K 1/T 422 338 2.529 79 352 0.00284 380 380 2.580 81 354 0.00283 338 422 2.625 83.5 356.5 0.00281 300 460 2.663 87.5 360.5 0.00277 260 500 2.699 88 361 0.00277 226 534 2.728 89.5 362.5 0.00276 187 573 2.758 91.5 364.5 0.00274 146 614 2.788 94 367 0.00273 107 653 2.815 95.5 368.5 0.00271 67 693 2.841 97.5 370.5 0.00270 760 2.881 100 373 0.00268 IV.XỬ LÍ KẾT QUẢ : 26 Trên sở kiện thu xây dựng đồ thị phụ thuộc lgP vào 1/T lgP tg A lg P = -2100.7 1 / T 1/T Đồ thị phụ thuộc củ lgP v o /T 2.95 2.9 2.85 lgP 2.8 2.75 (1/T,lgP) Linear ((1/T,lgP)) 2.7 2.65 2.6 y = -2100.7x + 8.513 2.55 2.5 0.00265 0.0027 0.00275 0.0028 0.00285 1/T -Dựa vào đồ thị ta có: A=2100.7 H 4,575.2100,7= 9610,7 (a) -Dựa vào cơng thức ta tính : 27 4,575T1T2 lg Nhiệt hóa nước: H T2 T1 P2 P1 =10122(cal/mol) (b) Từ (a) (b) suy : Sai số tính theo đồ thị thực nghiệm theo cơng thức : S= H H H 100 9610,7 10122 10122 100 5,05% Vậy: H 10122 511(cal/mol) V NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: 28 ... NaOH 0,1N Phenolftalein Cách tiến hành: Tiến hành thí nghiệm song song giống nhau, khác nhiệt độ tiến hành thí nghiệm tiến hành nhiệt độ phòng, thí nghiệm tiến hành nhiệt độ phòng + 10 C Cách làm:... áp, khóa để nối hệ thống chân khơng với khí hay phần bay Tiến hành : Đóng khóa 8, mở khóa cho máy hút chân không chạy để áp suất trông hệ giảm dần Trong hệ đạt độ chân không định đóng khóa lại,... XÁC ĐỊNH NĂNG LƢỢNG HOẠT HÓA CỦA PHẢN ỨNG HÓA HỌC I Mục đích: Xác định lượng hoạt hóa E phản ứng thủy phân etyl axetat: CH3COOC2H5 + H2O H CH3COOH + C2H5OH II Kiến thức lý thuyết : Xét phản ứng: