PHÚC TRÌNH TT HOÁ lý (bài 1,4,9)

1 XÁC ĐỊ NH VÀ C ỦA Q TRÌNH HỊA TAN BORAX TRONG N ƯỚ C t, 55 T, K 50 45 40 35 30 328 323 318 313 308 303 0,0030 0,003 0,0031 0,003 0,0032 0,003 13,2 12,9 12,6 10,4 6,1 0,825 0,806 0,788 0,65 0,5 0,38 1,65 1,613 1,576 1,3 0,76 2,25 2,097 1,96 1,099 0,5 0,22 0,81 0,74 0,67 0,094 -0,69 -1,5 Từ số liệu tính tốn, vẽ đồ thị phụ thuộc theo Sử dụng đường thẳng để tính , cuối tính nhiệt độ chuẩn 25 =-Tg�.R = -Tg (-9380.6) x 8,314 =3,12 (kJ.mol-1) = 29,804 R = 29,804 x 8,314 =247,79 (J mol-1.K-1) = -T= 3120 -298 x 247,79 =-70721,42 (J.mol-1) ĐI ỆN HÓA (1) Khảo sát ảnh hưởng nồng độ đến sức điện động Thí nghiệm (1) Pin (nguyên tố galvani) Zn│Zn2+ (0,5 M)║Cu2+ (0,000001 M)│Cu , Volts 0,286 (2) Zn│Zn2+ (0,5 M)║Cu2+ (0,0001 M)│Cu 0,321 (3) Zn│Zn2+ (0,5 M)║Cu2+ (0,01 M)│Cu 0,345 (4) (5) 2+ 2+ 2+ 2+ Zn│Zn (0,5 M)║Cu (1,0 M)│Cu Zn│Zn (0,5 M)║Cu (x M)│Cu 0,388 0,328 Tính x Ta có phương trình y= 0,0707x+ 0,3173 Với y =0,328 ta tính x= 0,15 (2) Khảo sát ảnh hưởng điện vào nhiệt độ Với đường đỏ đường nóng, đường xanh đường làm lạnh Ta có y1=0,0071x1 -1,7707 y2=0,0062x2 -1,5247 Từ đồ thị tính ∆S1 = x 0,0071x 96500= 1370,3 J/K ∆S2= 2x 0,0062x 96500 =1196,6 J/K ∆H1= (-1,7707) x2x 96500=-341745,1 J ∆H2=(-1,5247) x2 x96500=-294267 J ∆G1= ∆H1- T∆S1 = -341745,1 – 298 x 1370,3 = ∆G2= ∆H2 -T∆S2 = -294267 – 303 x 1196,6 = XÁC ĐỊ NH KH ỐI L ƯỢ NG PHÂN T Ử C ỦA M ỘT CH ẤT B ẰNG PH ƯƠ NG PHÁP NGHI ỆM L ẠNH I ỆN HĨA Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt độ đông đặc dung môi nước Vẽ đồ thị hàm số y = f(x), với trục y biểu thị nhiệt độ trục x biểu thị thời gian tương ứng ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ Nhiệt độ đông đặc nước suy từ đồ thị _ºC Nhiệt độ xuất tinh thể ºC Thí nghiệm 2: Xác định nhiệt độ đông đặc dung dịch sucrose Vẽ đồ thị hàm số y = f(x), với trục y biểu thị nhiệt độ trục x biểu thị thời gian tương ứng ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ Nhiệt độ đông đặc dung dịch sucrose _ ºC Nhiệt độ xuất tinh thể ºC Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt độ đông đặc dung dịch (nước + chất X) Vẽ đồ thị hàm số y = f(x), với trục y biểu thị nhiệt độ trục x biểu thị thời gian tương ứng ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ Nhiệt độ đông đặc dung dịch (nước + chất X) _ ºC Nhiệt độ xuất tinh thể 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 m= Khối lượng phân tử chất sucrose Kết Xác định khối lượng phân tử chất X Khối lượng (g) nước, mnước _ Khối lượng chất X, msucrose _ _ _ _ Nhiệt độ đông đặc nước Độ hạ nhiệt độ đông đặc, ∆t _ _ _ _ Nồng độ molan dung dịch m suy từ m _= Nhiệt độ đông đặc dung dịch Khối lượng phân tử chất sucrose Để xác định nhiệt độ đông đặc dung môi nước dung dịch, sinh viên dùng cách sau: – Dựa vào đồ thị (có thể vẽ kẻ ly phúc trình dùng excel origin) – Nếu quan sát nhiệt độ bắt đầu xuất tinh thể, nhiệt độ nhiệt độ đơng đặc XÚC TÁC ĐỒ NG TH Ể PH ẢN ỨNG PHÂN H ỦY H2O2 (1) Tính số vận tốc phản ứng nhiệt độ phòng (30) Dựa vào kết thí nghiệm: Bảng Kết thí nghiệm 30 , mL t, phút , mL , mL 15,7 13,9 2,2 0,79 10 15 20 13,2 12,8 12,2 2,7 2,9 3,5 0,99 1,06 1,25 30 12,0 3,7 1,3 Vẽ đồ thị theo t Phương trình đường thẳng có dạng : y= 0,0203x +0,7532 Tính k1 30 : k1= 0,0203 (2) Tính số vận tốc phản ứng 40 Dựa vào kết thí nghiệm: Bảng Kết thí nghiệm 40 t, phút 10 15 20 , mL 15,3 14,6 14,2 13,8 13,3 , mL , mL 0,7 1,1 1,5 2,73 -0,36 0,095 0,4 0,69 30 12,5 2,8 1,03 Vẽ đồ thị theo t Phương trình đường thẳng có dạng: y=0,0545x-0,5012 Tính k2 40 : k2= 0,0545 (3) Tính lượng hoạt hóa Ea phản ứng: Áp dụng phương trình Arrhenius T1 = 30 + 273………………………………………………………k1 = số vậ tốc phản ứng 30 T2= 40 + 273…………………………………………………… k2 = số vận tốc phản ứng 40 Từ tính Ea =77869,8 ( J/mol) (4) Tính chu kỳ bán hủy phản ứng 30 40 Áp dụng công thức: Tại 30 : (phút-1 ) Tại 40 : (phút -1) XÁC ĐỊ NH B ẬC PH ẢN ỨNG Chuỗi thí nghiệm 1, giữ nồng độ khơng đổi, Bình Thí nghiệm t, giây Cx ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… Tương tự, với bình 2, Sử dụng excel origin để vẽ đồ thi theo Khi đó, β hệ số góc đường thẳng theo tốc độ đầu: 10 ,M Bình Bình Bình g g ………………… g ………………… ………………… ………………… g Bình Sử dụng excel origin, xây dựng đồ thị –g, đó, đường thẳng có hệ số góc n1, đó, ta xác định bậc phản ứng theo Phương trình đường thẳng: ……… ……… ……… ……… ……… Hê số gốc đường thẳng: ……… ……… ……… ……… ……… Bậc phản ứng theo : ……… ……… ……… ……… Chuỗi thí nghiệm 2, giữ nồng độ khơng đổi, Bình I Thí nghiệm t, giây Cx ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… Tương tự, với bình II, III IV Sử dụng excel origin để vẽ đồ thi theo Khi đó, β hệ số góc đường thẳng theo tốc độ đầu: 11 Bình I g …………………… Bình II g …………………… g …………………… Bình III …………………… g Bình IV Sử dụng excel origin, xây dựng đồ thị –, đó, đường thẳng có hệ số góc n 2, đó, ta xác định bậc phản ứng theo Phương trình đường thẳng: ……… ……… ……… ……… ……… Hê số gốc đường thẳng: ……… ……… ……… ……… ……… Bậc phản ứng theo : ……… ……… ……… ……… ……… Phương trình tốc độ có dạng: Bậc tổng quát phản ứng: 12 XÁC ĐỊ NH N ĂNG L ƯỢ NG HO ẠT HÓA C ỦA PH ẢN ỨNG TH ỦY PHÂN ESTER (1) Tính số vận tốc phản ứng nhiệt độ phòng (30) Dựa vào kết thí nghiệm: Bảng t, phút 15 25 35 45 55 V1, mL , mL ……………………… ……………………… ……………………… 70 , mL ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… Vẽ đồ thị theo t ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ Phương trình đường thẳng có dạng: ……………………………………………………………………………………… Tính k1 30 : ……………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… (2) Tính số vận tốc phản ứng 40 Dựa vào kết thí nghiệm: Bảng t, phút 15 25 V1, mL , mL ……………………… ……………………… ……………………… 70 , mL ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… 13 ……………………… 35 ……………………… 45 ……………………… 55 Vẽ đồ thị theo t ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ……………………… ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ Phương trình đường thẳng có dạng: ……………………………………………………………………………………… Tính k2 40 : ……………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… (3) Tính lượng hoạt hóa Ea phản ứng: Áp dụng phương trình Arrhenius T1 = 30 + 273………………………………………………………k1 = số vận tốc phản ứng 30 T2= 40 + 273…………………………………………………… k2 = số vận tốc phản ứng 40 Từ tính Ea ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… (4) Tính chu kỳ bán hủy phản ứng 30 40 Áp dụng công thức: 14 Tại 30 …………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Tại 40 …………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 10 CÂN B ẰNG H ẤP PH Ụ TRÊN RANH GI ỚI PHA R ẮN—L ỎNG T Ừ DUNG D ỊCH (1) Đường đẳng nhiệt hấp phụ a = f(C) Từ phương trình: Trong đó: 0,1 L m = g ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ (2) Xử lý theo phương trình Langmuir C/a = f(C) Xác định αmax kLangmuir 15 Từ phương trình C C = + a a max ka max Vẽ đường biểu diển theo C Hệ số gốc đường thẳng tung độ gốc Từ xác định kLangmuir amax ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ (3) Xử lý theo phương trình kinh nghiệm Freundlich lga = f(lgc) từ xác định n kFreundlich Từ phương trình: Ɩga = Ɩgk + gC Vẽ đường biểu diển Ɩga theo ƖgC Hệ số gốc đường thẳng tung độ gốc Ɩgk Từ xác định kFreundlich n ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ (4) Cho nhận xét tính chất hấp phụ acid acetic từ dung dịch nước than hoạt tính ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 16 CÂN B ẰNG HĨA H ỌC Tính số vận tốc phản ứng nhiệt độ phòng (30) Nồng độ thời điểm cân Bình Bình Bình ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… 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 17 Khi chuẩn độ, thời điểm cân Từ xác định lúc cân Tính KC …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 11 XÁC ĐỊ NH BI ẾN THIÊN ENTROPY C ỦA Q TRÌNH HỊA TAN UREA Phần I Xác định ∆Ho Thí nghiệm Khối lượng urea Số mol urea ∆T q ∆Ho 18 Giá trị nhiệt hòa tan urea tính trung bình cộng ba lần thí nghiệm: ……………………………………………………………………………………………………………………………………… Phần II Xác định số cân Thí nghiệm Khối lượng urea Số mol urea Thể tích nước, L Giá trị số cân tính trung bình cộng ba lần thí nghiệm: Keq …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Phần III Xác định ∆S° ∆G° Áp dụng công thức: ………………………………………………………………………………………………………………… Từ phương trình (7.4), tính biến thiên entropy: …………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 19 ... Từ phương trình: Trong đó: 0,1 L m = g ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ (2) Xử lý theo phương trình Langmuir... ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ ǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮǮ (3) Xử lý theo phương trình kinh nghiệm Freundlich lga = f(lgc) từ xác định n kFreundlich Từ phương trình: Ɩga = Ɩgk + gC Vẽ đường biểu diển Ɩga theo... ứng theo Phương trình đường thẳng: ……… ……… ……… ……… ……… Hê số gốc đường thẳng: ……… ……… ……… ……… ……… Bậc phản ứng theo : ……… ……… ……… ……… ……… Phương trình tốc độ có dạng: