BÁO CÁO THỰC HÀNH HÓA LÝ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỒNG NAI KHOA SƯ PHẠM KHOA HỌC TỰ NHIÊN BÁO CÁO THỰC HÀNH HÓA LÝ GVHD: Nguyễn Thanh Uyên SVTH: Nguyễn Việt Hùng MSSV: 1171020021 Lớp: ĐHSP Hóa K7 Năm 2021 Bài 3: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG I Mục đích: - Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ đến vận tốc phản ứng - Xác định bậc phản ứng phân hủy Na 2S2O3 môi trường axit thực nghiệm II Cơ sở lí thuyết: - Vận tốc phản ứng định nghĩa đại lượng đặc trưng cho diễn biến nhanh hay chậm phản ứng hóa học Trong dung dịch tốc độ phản ứng trung bình phản ứng hóa học định biến thiên nồng độ chất đơn vị thời gian: V  C t + Dấu (-) DC biến thiên nồng độ tác chất + Dấu (+) DC biến thiên nồng độ sản phẩm - Khi Dt = tỷ số dần tới giá trị giới hạn ta gọi tốc độ tức thời phản ứng thời điểm khảo sát V  dC dt - Với phản ứng tổng quát: aA + bB  cC + dD (*) - Tốc độ tức thời phản ứng thời điểm t biểu thị: V  dC A a dC a dC a dC  B  C  D dt b dt c dt d dt - Biểu thức toán học định luật tác dụng khối lượng áp dụng cho phản ứng (*) có dạng sau: V  dC A  k C An CBm dt Trong đó: n+m: bậc tổng quát phản ứng k: số tốc độ - Phản ứng phân hủy Na2S2O3 môi trường axit diễn sau: H2SO4 + Na2S2O3  Na2SO4 + H2SO3 + S - Để đo vận tốc phản ứng ta phải xác định tỷ số DC/Dt, DC biến thiên nồng độ sản phẩm (ta chọn S) khoảng thời gian Dt, thường thực nghiệm người ta cố định DC đo Dt Gía trị DC phải nhỏ để coi nồng độ chất chưa thay đổi đáng kể vận tốc xác định coi vận tốc tức thời - Trong TN ta cố định DC cách ghi nhận thời gian từ lúc đầu phản ứng đến dung dịch bắt đầu chuyển sang đục Như tốc độ phản ứng tăng có Dt giảm cịn nồng độ S sinh khoảng thời gian Dt lúc - Để xác định bậc phản ứng theo H 2SO4, ta cố định nồng độ Na2S2O3 tăng dần nồng độ axit H2SO4 Kết tính n thực tương tự tính m III Dụng cụ hóa chất: Dụng cụ: Bình cầu cổ: Pipet 5ml: Ống nghiệm: Pipet 10ml: Hóa chất: Dung dịch Na2S2O3 0.1M D u n g d Nước cất V Thực hành: Xác định bậc phản ứng theo Na2S2O3 - Chuẩn bị ống nghiệm đựng axit bình đáy đựng Na 2S2O3 H2O theo bảng sau: STT Ống nghiệm Bình cầu V(ml) H2SO4 0.4M V(ml) 0.1M 28 8 24 16 16 Na2S2O3 H2O - Cho axit vào ống nghiệm theo bảng số liệu - Lần lượt cho H2O Na2S2O3 0.1M vào bình cầu - Chuẩn bị đồng hồ bấm giây - Lần lượt cho phản ứng cặp “ ống nghiệm bình cầu” sau: + Đổ nhanh ống nghiệm vào bình cầu + Bấm đồng hồ + Lắc nhẹ bình cầu vừa thấy dung dịch chuyển sang đục bấm đồng hồ lần + Đọc Dt + Lặp lại thí nghiệm lần để lấy giá trị trung bình Xác định bậc phản ứng theo H2SO4 - Làm tương tự phần a với lượng axit Na2S2O3 theo bảng sau: STT Ống nghiệm V(ml) 0.1M Bình cầu Na2S2O3 V(ml) H2SO4 0.4M H2O 28 8 24 16 16 V Kết quả: Kết thô Xác định bậc phản ứng theo Na2S2O3 TN H2SO4 0,4M V(ml) 8 Na2S2O3 0,1M V(ml) 16 H2 O V(ml) t1 (s) t2 (s) ttb (s) 28 24 16 139 76 38 141 72 36 140 74 37 H2 O V(ml) t1 (s) t2 (s) ttb (s) 28 24 16 80 70 69 76 70 63 78 70 66 Xác định bậc phản ứng theo H2SO4 TN Na2S2O3 0,1M V(ml) 8 H2SO4 0,4M V(ml) 16 Tính giá trị bậc phản ứng a) Xác định bậc phản ứng theo Na2S2O3 Từ ttb thí nghiệm thí nghiệm xác định m1 t1 t2 m1   0,92 lg lg Từ ttb thí nghiệm thí nghiệm xác định m2 t2 t m2   1,12 lg lg Bậc phản ứng theo Na2 S2O3  m1  m2  1,02 b) Xác định bậc phản ứng theo H2SO4 Từ ttb thí nghiệm thí nghiệm xác định n1 t1 t2 n1   0,156 lg lg Từ ttb thí nghiệm thí nghiệm xác định n2 t2 t3 n2   0,085 lg lg Bậc phản ứng theo H SO4  n1  n2  0,1205 BÀI 4: XÚC TÁC ĐỒNG THỂ - PHẢN ỨNG PHÂN HỦY H2O2 I MỤC ĐÍCH Xác định số tốc độ, chu kỳ bán hủy lượng hoạt hóa phản ứng phân hủy H2O2 với ion Cu2+ chất xúc tác II CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ NGUYÊN TẮC H2O2 tự phân hủy theo phản ứng sau: H2O2 → H2O + O2 Tốc độ phản ứng tăng nhanh có xúc tắc Pt, muối oxit kim loại chuyển tiếp… Phản ứng tiến hành qua giai đoạn: HOOH → O2 + 2H+ chậm HOOH + 2H+ + H2O nhanh 2H2O2 → 2H2O + O2 Tốc độ tổng quát phản ứng xác định giai đoạn phản ứng xảy theo bậc Để theo dõi tốc độn phản ứng người ta theo dõi biến thiên nồng độ chất tham gia phản ứng hay chất tạo thành sau phản ứng Hằng số tốc độ phản ứng phân hủy H2O2 tính theo lượng oxi giải phóng theo thời gian III DỤNG CỤ - HÓA CHẤT Dụng cụ Erlen 100ml: Pipet 10ml: Buret 25ml: Bể điều nhiệt: Hóa chất H2O2 H2SO4 10% CuSO4 0.05N KMnO4 0.01N IV THỰC HÀNH - Tiến hành lấy 20ml dung dịch H2O2 5% cho vào bình nón lấy 10ml dung dịch CuSO4 0.05N cho vào bình nón khác - Đặt hai bình nón vào nồi nhiệt độ (30 oC) 20 - 30 phút Sau trộn dung dịch H2O2 vào dung dịch CuSO4 để hỗn hợp vào nồi - Lấy 2ml hỗn hợp phản ứng cho vào bình nón có sẵn 2ml H 2SO4 10% chuẩn độ với KMnO4 0,01N Khi bắt đầu nhỏ giọt KMnO4 ghi thời gian Đó thời điểm t = Ghi số ml KMnO4 dùng - Sau 5, 10, 15, 20 30 phút lại lấy 2ml mẫu thử đem chuẩn độ - Làm lại thí nghiệm nhiệt độ t1 + 10 (40oC) V KẾT QUẢ Kết thô Thời gian (phút) t=0 t=5 t = 10 t = 15 t = 20 t = 30 KMnO4 (ml) 30oC 1ml 0.9ml 0,8ml 0,71ml 0,62ml 0,48ml KMnO4 (ml) 40oC 0,9ml 0,83ml 0.7ml 0.61ml 0,52ml 0,37ml Kết tính - Vì phân hủy H2O2 dung dịch nước phản ứng bậc 1, ta có:  k  ln t x - Vì số tốc độ phản ứng bậc không phụ thuộc vào cách biểu diễn nồng độ, nên thay nồng độ đầu a thể tích KMnO4 dùng để chuẩn độ H2O2 thời điểm t = 0, giá trị a – x thay thể tích KMnO4 dùng để chuẩn độ dung dịch H2O2 thời điểm t + Ở nhiệt độ 30oC, số tốc độ phản ứng thời điểm là: 1 k1  ln  0,021 0,9 (phút -1) k2  k  1 ln  0,0223 10 0,8 (phút -1) k3  1 ln  0,0228 15 0,71 (phút -1) k4  1 ln  0,0239 20 0,62 (phút -1) k5  1 ln  0,0244 30 0,48 (phút -1) k1  k2  k3  k4  k5  0,02288 (phút -1) + Chu kì bán hủy (ở 30oC): t1  ln  30,29 k + Ở nhiệt độ 40oC, số tốc độ phản ứng thời điểm là: 0,9 k6  ln  0,0161 0,83 (phút -1) k7  0,9 ln  0,0251 10 0,7 (phút -1) k8  0,9 ln  0,0259 15 0,61 (phút -1) k9  0,9 ln  0,0274 20 0,52 (phút -1) k10  0,9 ln  0,0296 30 0,37 (phút -1)  k* k6  k7  k8  k9  k10  0,02482 (phút -1) + Chu kì bán hủy (ở 40oC): t1  ln  27,92 k* + Năng lượng hoạt hóa phản ứng: Ea  k* k  8,314.303.313.0,0813  6410,43 T2  T1 10 (KJ/mol) RT1T2 ln