phúc trình thực tập hóa lý_Đại học Cần Thơ

Phúc trình XÁC ĐỊNH VÀ CỦA Q TRÌNH HỊA TAN BORAX TRONG NƯỚC PHẦN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI (1) Viết công thức cấu tạo borax, (2) Dựa vào phần thực nghiệm, chứng minh công thức sau: Na2B4O5(OH)4 ⇌ 2Na+ + B4O5(OH)422S S Theo định luật đương lượng ta có: CBoraxVBorax = CHClVHCl ⇔ CBorax = CHClVHCl C V = HCl HCl (N) VBorax có số đương lượng nên: = CBorax 0.05VHCl = (M) Xác định q trình hịa tan borax nước (3) Một sinh viên thực thí nghiệm sau: chuẩn độ 8,50 mL dung dịch borax bão hòa nhiệt độ T xác định với dung chuẩn HCƖ 0,5 M Khi kết thúc chuẩn độ thể tích dung dịch HCƖ đọc buret 12 mL Tính giá trị Ksp borax nhiệt độ T (Đs 0,176) Na2B4O5(OH)4 ⇌ 2Na+ + B4O5(OH)42S S= 2S 0.5 ×12 = 8.5 × 17 Ksp = [Na+ ]2[B4O5(OH)42- ] = (2S)2S = 4S3 =  4ì ữ 17 = 0.176 PHN TNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM t, 55 T, K * 50 45 40 35 328 323 318 313 308 3.05×10-3 3.09×10-3 3.14×10-3 3.19×10-3 3.15×10-3 3.3× 14.8 13.95 11.9 8.45 7.7 0.925 0.872 0.744 0.528 0.481 0.2 1.85 1.744 1.488 1.056 0.962 0.5 3.166 2.652 1.647 0.589 0.445 0.1 1.152 0.975 0.499 -0.529 -0.81 -2 Từ số liệu tính tốn, vẽ đồ thị phụ thuộc theo Sử dụng đường thẳng để tính , cuối tính nhiệt độ chuẩn 25 Ta có phương trình nhiệt động: ln K sp = − 30 ∆Η ∆S × + R T R Đặt: Xác định q trình hịa tan borax nước y = ln K sp x= T b= ∆S R Ta xây dựng phương trình: tan α = a = Với hệ số góc: −∆Η R y = ax + b b= ∆S R Từ số liệu thực nghiệm ta vẽ biểu đồ sau: Xem dung dịch lý tưởng, ΔHo, ΔSo số không phụ thuộc vào nhiệt độ Từ phương trình y = -13290x + 41.964, ta có: tan α = −13290 −∆H o = −13290 R ⇔ ∆H o = 13290 × 8.314 ⇔ ⇔ ∆H o = 110493.06 (J) Đường thẳng cắt trục tung x = 0, đó: y = −13290 × + 41.964 = 41.964 ∆S ⇔ = 41.964 R ⇔ ∆S = 41.964 × 8.314 ⇔ ∆S = 348.89 (J) Tại 25oC: 110493.06 348.89 × + = −2.63 8.314 298 8.314 ∆G = − RT ln K sp = −8.314 × 298 × ( −2.63) = 6516.01 (J) ln K sp = − 110493.06 348.89 × + = −2.63 8.314 298 8.314 ∆G = − RT ln K sp = −8.314 × 298 × (−2.63) = 6516.01 (J) =6.52(kJ) ln K sp = − _ Xác định q trình hịa tan borax nước Phúc trình XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ CỦA MỘT CHẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGHIỆM LẠNH PHẦN TÍNH TỐN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt độ đông đặc dung môi nước Thời gian 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 Nhiệt độ dung dịch 0.5 -1.6 -2.3 -0.2 -0.2 -0.2 -0.2 -0.2 0.2 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 Vẽ đồ thị hàm số y = f(x), với trục y biểu thị nhiệt độ trục x biểu thị thời gian tương ứng Nhiệt độ đông đặc nước suy từ đồ thị - 0.2 ºC Nhiệt độ xuất tinh thể - 0.2 ºC Thí nghiệm 2: Xác định nhiệt độ đơng đặc dung dịch sucrose Kết thí nghiệm Thời gian Nhiệt độ dd 0.5 0.5 -0.2 -0.8 1.5 -1.3 -1.7 2.5 -2 -2.4 3.5 -2.7 -0.4 4.5 -0.4 -0.4 5.5 -0.5 -0.5 Kết 6.5 thí nghiệm-0.6 -0.6 Thời gian7 Nhiệt độ dd 7.5 -0.7 0.5 -0.7 0.5 0.1 8.5 -0.8 -1 1.5 Vẽ đồ thị hàm số y = f(x), với trục y biểu thị nhiệt độ trục x biểu thị thời gian tương ứng Nhiệt độ đông đặc dung dịch sucrose -0.4ºC Nhiệt độ xuất tinh thể -0.4ºC Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt độ đơng đặc dung dịch (nước + chất X) -1.7 Xác định q trình hịa tan borax nước 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 -2.1 -2.4 -2.6 -3.8 -0.6 -0.6 -0.6 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 -1 -1.1 -1.2 Vẽ đồ thị hàm số y = f(x), với trục y biểu thị nhiệt độ trục x biểu thị thời gian tương ứng Nhiệt độ đông đặc dung dịch (nước + chất X) -0.6 oC Nhiệt độ xuất tinh thể -0.6 ºC Kết Xác định khối lượng phân tử sucrose Khối lượng (g) nước, mnước Khối lượng sucrose, msucrose Nhiệt độ đông đặc nước Nhiệt độ đông đặc dung dịch sucrose Độ hạ nhiệt độ đông đặc, ∆t Nồng độ molan dung dịch m suy từ 49.8 g 2g - 0.2 oC -0.4 oC 0.2 m = 0.1075 ΔT = Kf×m Kf (hằng số nghiệm đông nước) = 1.86 oC/m Khối lượng phân tử sucrose 372 đvc Kết Xác định khối lượng phân tử chất X Khối lượng (g) nước, mnước 49.8 g Khối lượng chất X, mx 2g Nhiệt độ đông đặc nước -0.2 oC Xác định q trình hịa tan borax nước Nhiệt độ đông đặc dung dịch -0.6 oC Độ hạ nhiệt độ đông đặc, ∆t 0.4 oC Nồng độ molan dung dịch m suy từ m = 0.215 Khối lượng phân tử chất X 187 đvC _ Phúc trình CÂN BẰNG HĨA HỌC PHẦN TÍNH TỐN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Kết thí nghiệm: Thời gian, phút Bình Bình Bình 25 9.8 10.1 9.8 55 11.2 11.1 10.1 95 11.3 11.3 10.1 Tính số cân phản ứng nhiệt độ phòng Nồng độ thời điểm cân Bình Bình Bình 9.25×10-4 1.3×10-3 8.5×10-4 Xác định q trình hịa tan borax nước 9.25×10-3 5.5×10-4 1.6×10-3 1.4125×10-3 1.4125×10-3 1.2625×10-3 2.825×10-3 2.825×10-3 2.525×10-3 15397.8 22050.2 4351.9 Sau trộn bình với ( Từ 100 mL, lấy 10 mL cho vào bình chứa sẵn 30 mL nước lạnh, nghĩa thể tích tăng lần nên nồng độ đầu (lúc chưa phản ứng) giảm lần, nghĩa là: Tương tự: Chẳng hạn xét bình 4: Khi chuẩn độ, thời điểm cân bằn Từ xác định lúc cân tính KC Vì [I2] tính nồng độ đương lượng nên ta cần phải đổi thành nồng độ mol Ta có: , với  [I2] = _ Phúc trình Xác định q trình hịa tan borax nước XÚC TÁC ĐỒNG THỂ PHẢN ỨNG PHÂN HỦY H2O2 PHẦN TÍNH TỐN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM (1) Tính số vận tốc phản ứng nhiệt độ phòng Bảng 4.3 Kết thí nghiệm nhiệt độ phịng t, phút 10 15 20 30 , mL , mL 22.3 2.9 3.7 4.8 22.3 20.3 19.4 19.3 18.6 17.5 , mL 3.10 3.01 2.97 2.96 2.92 2.86 Vẽ đồ thị theo t Phương trình đường thẳng có dạng: y = -0.0073x + 3.068 Tính k1 nhiệt độ phịng: hệ số góc đường thẳng: -0 0073 = -k1  k1=0.0073 (2) Tính số vận tốc phản ứng 40 Bảng 4.4 Kết thí nghiệm 40 t, phút 10 15 20 30 , mL 19.1 , mL 2.8 4.3 5.1 5.6 6.8 19.1 16.3 14.8 14 13.5 12.3 , mL 2.949688 2.791165 2.694627 2.639057 2.60269 2.509599 Vẽ đồ thị theo t Xác định q trình hịa tan borax nước Phương trình đường thẳng có dạng: y = -0.0137x + 2.8805 Tính k2 40: hệ số góc đường thẳng -0 0137=-k2  k1=0.0137 (3) Tính lượng hoạt hóa Ea phản ứng: Áp dụng phương trình Arrhenius T1 = (nhiệt độ phịng) + 273………………k1 = số vận tốc phản ứng nhiệt độ phòng T2 = 40 + 273…………………………………………………… k2 = số vận tốc phản ứng 40 Từ tính Ea k Ea  1  =  − ÷ k1 R  T1 T2  Ea  0.0137 1  ⇔ ln = −  ÷ 0.0073 8.314  31 + 273 40 + 273  ⇔ Ea = 55334.5 (J) ln (4) Tính chu kỳ bán hủy phản ứng nhiệt độ phòng 40 Áp dụng cơng thức: Tại nhiệt độ phịng: τ= 0.693 0.693 = = 94.93 (min) k1 0.0073 Tại 40 : τ= 0.693 0.693 = = 50.58 (min) k2 0.0137 _ Phúc trình Xác định trình hịa tan borax nước XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG PHƯƠNG PHÁP TỐC ĐỘ ĐẦU PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM (1) Xác định bậc riêng theo Bình Thí nghiệm Thời gian, giây 30 0.5 0.00005 1.66667E-06 121 1.35 0.000135 1.1157E-06 271 2.35 0.000235 8.67159E-07 436 3.5 0.00035 8.02752E-07 607 4.8 0.00048 7.90774E-07 834 6.25 0.000625 7.494E-07 1047 7.9 0.00079 7.54537E-07 1647 9.7 0.00097 5.8895E-07 1886 11.55 0.001155 6.12407E-07 10 2162 13.55 0.001355 6.26735E-07 Ngoại suy đồ thị theo t đến t = ta tính tốc độ đầu, x −6  ÷ 1.4051 × 10  t 0 Bình Thí nghiệm Thời gian, giây 30 0.75 0.000075 0.0000025 62 1.65 0.000165 2.66129E-06 88 2.75 0.000275 0.000003125 119 0.0004 3.36134E-06 Xác định q trình hịa tan borax nước 10 65 0.674 ∂E = tan α = 0.0045 ∂T ∂E ∆S = nF = 0.0045 × × 96500 = 868.5( J / K ) ∂T ∆Η − = 0.4597 nF ∆Η = 0.04332 × nF = −0.4597 × × 96500 = −88722( J ) ∆G298 = ∆Η − T ∆S = −88722 − 298 × 868.5 = −347535( J ) _ Phúc trình 10 CÂN BẰNG HẤP PHỤ TRÊN RANH GIỚI PHA RẮN - LỎNG TỪ DUNG DỊCH PHẦN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI Hấp phụ gì? Hấp phụ tượng chất ( dạng phân tử, nguyên tử hay ion ) có khuynh hướng tập trung bề mặt phân chi pha Khả hấp phụ chất phụ thuộc vào bốn yếu tố: Bản chất chất hấp phụ chất bị hấp phụ Diện tích bề măt riêng chất hấp phụ Khác hấp phụ vật lý hấp phụ hoá học Hấp thụ vật lý tượng hấp phụ xảy chất hấp phụ hình thành lực liên kết với bề mặt lực van der Waals ( tương tác yếu ) Hấp phụ hoá học tượng hấp phụ xảy hình thành liên kết phân tư chất bị hấp phụ bề mặt Phân biệt hai khái niệm hấp phụ hấp thụ? Cho ví dụ minh hoạ Khiếm khuyết Hấp phụ Hấp thụ Tích luỹ chất lỏng chất lỏng bề mặt chất rắn chất lỏng Khuếch tán chất vào chất lỏng chất rắn để tạo thành dunh dịch hợp chất Xác định q trình hịa tan borax nước 21 Thí dụ Trao đổi nhiệt Đạt trạng thái cân tập trung Tỷ lệ xuất Khí trơ hấp phụ than củi Tản nhiệt ngoại trừ hấp phụ H2 thuỷ tinh Tương đối nhanh miếng bọt biển khô hút nước Nhiệt nội Nồng độ bề mặt chất hấp phụ khác với phần lớn Đó nhanh chóng ban đầu sau tốc độ bắt đầu giảm Nồng độ suốt tài liệu Nó diễn mức thống So sánh chậm Hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir dựa bốn giả thiết nào? Hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir dựa bốn giả thiết: - Bề mặt hấp phụ đồng nhất, nghĩa là, tất tâm hấp phụ tương đương Các phân tử chất bị hấp phụ không tương tác Các phân tử bị hấp phụ bề mặt theo chế Khi trình hấp phụ đạt cực đại, hình thành đơn lớp hấp phụ PHẦN TÍNH TỐN TỪ KẾT Q UẢ THỰC NGHIỆM Bình Xi0 Ci0 xi Ci mi 16.6 0.166 15.4 0.154 0.12 22.5 0.225 21 0.21 0.15 17.5 0.35 0.54 16.3 0.326 0.24 25.6 0.512 0.28 36.4 0.728 34.6 0.692 0.36 20 18.8 0.94 0.6 27 6.4935064 4.7619047 3.0674846 1.953125 1.4450867 1.0638297 Vẽ =f từ xác định Amax klangmuir Phương trình đường đẳng nhiệt hấp phụ : y= 1.1702x+ 0.8667 Tung độ góc : = 0.8667 ⇒ Amax= 1.154 hệ số góc đường thẳng:= 1.1702 ⇒ kL= 0.74 Xác định q trình hịa tan borax nước 22 8.333333 6.666667 4.166667 3.571429 2.777778 1.666667 _ Report Determination of the QUESTION R E L A T I N GChange TO Entropy of Urea THE EXPERIMENT Dissolution 11 Determination of ∆H (∆H ) o Run Mass of urea, g 3 Mole of urea, mol 0.05 0.05 0.05 ∆T 3.3 3.3 3.4 q 41.42 41.42 42.7 ∆Ho 828.4 828.4 854 Data for all measurements are means of triplicate ∆H = 828.4 × + 854 = 836.93( J ) (2) Determination of Run Mass of urea, g 3 Mole of urea, mol 0.05 0.05 0.05 Volume of water, L 0.005 0.005 0.005 Keq 10 10 10 Data for all measurements are means of triplicate =10 (3) Determination of ∆S° and ∆G° You can calculate ∆G° from Keq ∆G0 = − R∆Tln( K eq ) = −8.314 × 3.3 × ln(10) = −63.17( J ) From Eq (11.4), rearrange this gives ∆S = 836.93 + 63.17 = 3( J / K ) 273 + 27.3 Xác định q trình hịa tan borax nước 23 (1) Xác định q trình hịa tan borax nước 24 ... _ Xác định trình hịa tan borax nước Phúc trình XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ CỦA MỘT CHẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGHIỆM LẠNH PHẦN TÍNH TỐN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Thí nghiệm 1: Xác... 0.215 Khối lượng phân tử chất X 187 đvC _ Phúc trình CÂN BẰNG HĨA HỌC PHẦN TÍNH TỐN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Kết thí nghiệm: Thời gian, phút Bình Bình Bình 25 9.8 10.1... KC Vì [I2] tính nồng độ đương lượng nên ta cần phải đổi thành nồng độ mol Ta có: , với  [I2] = _ Phúc trình Xác định q trình hịa tan borax nước XÚC TÁC ĐỒNG THỂ