CHẤT CHỈ THỊ, ĐỘ TAN TÍCH SỐ TAN, TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG, HẰNG SỐ CÂN BẰNG CỦA PHẢN ỨNG, CÂN BẰNG LỎNG RẮN, PHÂN HỦY PHỨC ION MANGAN, GIẢN ĐỒ PHA HỆ 3 CẤU TỬ, XÚC TÁC ĐỒNG THỂ PHÂN HỦY H2O2, ĐỘ TĂNG ĐIỂM SÔI
BÁO CÁO THỰC HÀNH HĨA LÍ Bài 1: Chất thị màu, số điện li acid – base yếu Lớp: DHHC15 Ngày thực hiện: 27/08/2021 I II Mục đích thí nghiệm: − Xác định khoảng pH − Hằng số điện ly dung dịch acid yếu − Hằng số điện ly dung dịch base yếu Cơ sở lí thuyết: Chỉ thị: Chỉ thị acid - base acid – base hữu có màu sắc thay đổi tùy theo nồng độ H+ dung dịch Mỗi thị đổi màu khoảng pH định thông thường để chuyển hẳn từ màu sang màu khoảng pH gần đơn vị Muốn dùng thị để xác định xác pH dung dịch, người ta kết hợp lúc nhiều thị có khoảng chuyển màu Khi giá trị pH ứng tổ hợp nhiều màu Càng nhiều thị xác suất tổ hợp màu trùng Do pH đo xác Ví dụ: Phenolphtalein mơi trường acid: khơng màu; mơi trường base: màu hồng Phạm vi pH từ - 10 Metyl da cam môi trường acid: màu đỏ; môi trường base: màu vàng Phạm vi pH từ 3,1 – 4,4 Hằng số điện ly acid base yếu: Các acid – base yếu acid – base điện li hoàn tan nước với Ca, Cb nồng độ acid, base ban đầu 1 HA ↔ H+ + ATa có: Ka= Ka = MOH ↔ M+ + OHTa có: Kb= [H + ]2 [HA] Kb = (do [H+]=[A-]) Tại thời điểm cân bằng: [HA]=Ca → H + Ka = [ Ca ] [OH − ]2 [MOH ] (do [M+]=[OH-]) Tại thời điểm cân bằng: [MOH]=Cb → OH − Kb = [ Cb ] Cơng thức tính pH: Với dung dịch acid mạnh: pH= -lgH+= -lg Ca Với base mạnh: pH = 14 + lg Cb Với acid yếu: pH= (pKa -lgCa) Với base yếu: pH= 14 – (pKa – lgCb) Trong đó: pKa = -lgKa (Ka - số điện li acid) pKb= -lgKb (Kb - số điện li base) III Thực nghiệm: Thí nghiệm 1: Lập thang màu – khoảng pH dung dịch acid: − Dùng pipet 10mL lấy 10mL dung dịch HCl 0,1N cho vào ống nghiệm − Lấy 1mL dung dịch ống 9mL nước cất vào ống nghiệm − Lấy 1mL dung dịch ống 9mL nước cất vào ống nghiệm − Lấy 1mL dung dịch ống 9mL nước cất vào ống nghiệm Ta thu dung dịch HCl 0,1N; 0,01N; 0,001N; 0,0001N − Dùng pipet cho vào ống nghiệm đánh dấu 1, 2, 3, 4, 1’, 2’, 3’, 4’ lượng acid theo bảng sau: Ống nghiệm 1’ 2’ 3’ 4’ Thể tích acid (mL) 1 1 Nồng độ acid (N) 0,1 0,01 0,001 0,0001 Cho ống 1, 2, 3, ống giọt thymol xanh Cho ống 1’, 2’, 3’, 4’ ống giọt methyl da cam Thí nghiệm 2: Xác định khoảng pH dung dịch acid X thị − Lấy ống nghiệm, cho vào ống 1mL dung dịch X − Thêm vào ống nghiệm thứ giọt thymol xanh − Thêm vào ống hai giọt metyl da cam 2 So sánh màu sắc ống nghiệm với tổ hợp màu thang đo pH − Xác định khoảng pH dung dịch X Thí nghiệm 3: Xác định số điện ly dung dịch acid yếu − Làm thí nghiệm giống thí nghiệm để xác định khoảng pH dung dịch CH3COOH 0,1N − Tính số điện ly dung dịch acid CH3COOH Thí nghiệm 4: Lập thang màu – khoảng pH dung dịch base − Tiến hành tương tự cách tạo thang màu acid, thay dung dịch HCl 0,1N dung dịch NaOH 0,1 N − Cho ống 5, 6, 7, ống giọt indigocarmin − Cho ống 5', 6', 7', 8' ống giọt alizarin vàng R Ống nghiệm 5’ 6’ 7’ 8’ Thể tích NaOH 1 1 (mL) Nồng độ NaOH (N) 0,1 0,01 0,001 0,0001 − Thí nghiệm 5: Xác định khoảng pH dung dịch base Y thị − Lấy ống nghiệm, cho vào ống 1ml dung dịch Y − Thêm vào ống nghiệm thứ giọt indigocarmin − Thêm vào ống hai giọt alizarin vàng R, so sánh màu sắc ống nghiệm với tổ hợp màu thang đo pH − Xác định khoảng pH dung dịch Y Thí nghiệm 6: Xác định số điện ly dung dịch base yếu − Làm thí nghiệm giống thí nghiệm để xác định pH dung dịch NH4OH 0,1N Tính số điện ly base NH4OH IV Trả lời câu hỏi: Hằng số điện li Ka, Kb phụ thuộc vào nhiệt độ, chất chất tan Nguyên tắc phương pháp dùng thị để xác định pH dung dịch: Chỉ thị acid - base acid – base hữu có màu sắc thay đổi tùy theo nồng độ H+ dung dịch Mỗi thị đổi màu khoảng pH định thông thường để chuyển hẳn từ màu sang màu khoảng pH gần đơn vị Sử dụng Phenolphtalein để dùng làm chất thị suốt khơng màu Trong chuẩn độ cần xác định xác thể tích gây đổi màu Khi thay đổi nồng 3 độ H+ dung dịch dung dịch chuyển khơng màu (acid) sang màu hồng (base), nên người thực dễ dàng nhận Sử dụng hỗn hợp chất thị muốn xác định xác pH dung dịch, người ta kết hợp lúc nhiều thị có khoảng chuyển màu Khi giá trị pH ứng tổ hợp nhiều màu Càng nhiều thị xác suất tổ hợp màu trùng Do pH đo xác V Kết thí nghiệm: Thí nghiệm 1: Cho vào ống 1, 2, 3, ống giọt thymol xanh Ống Màu Đỏ hồng Hồng nhạt vàng Nồng độ 0,1 0,01 0,001 pH Vàng nhạt 0,0001 Cho vào ống 1’, 2’, 3’, 4’ ống giọt metyl da cam Ống 1’ 2’ 3’ 4’ Màu Đỏ hồng Hồng nhạt Hồng cam Vàng cam Nồng độ 0,1 0,01 0,001 0,0001 pH Thí nghiệm 2: Màu dung dịch X: Ống 1: có màu nằm khoảng ống ống thí nghiệm (đỏ hồng – hồng nhạt) Ống 2: có màu nằm khoảng ống 1’ ống 2’ thí nghiệm (đỏ hồng – hồng nhạt) CX= = 0,055 → pH= -lgCX = -lg (0,055) = 1,26 Thí nghiệm 3: Ống 1: CH3COOH có màu nằm khoảng ống ống thí nghiệm (vàng – vàng nhạt) Ống 2: CH3COOH có màu nằm khoảng ống 3’ ống 4’ thí nghiệm (hồng cam – vàng cam) → Khoảng pH CH3COOH khoảng 3,5 4 CH 3COOH = C 0, 001 + 0, 0001 pH CH3COOH = 3,5 = = 5,5.10-4 ( pK CH 3COOH − log CCH3COOH ) ( pK CH 3COOH − log(0,1)) pK CH3COOH =6 Ka → = 10-6 Thí nghiệm 4: Cho ống 5, 6, 7, ống giọt indigocarmin Ống Màu Xanh đậm xanh Xanh nhạt Nồng độ 0,1 0,01 0,001 pH 13 12 11 Cho ống 5', 6', 7', 8' ống giọt alizarin vàng R Ống 5’ 6’ 7’ Màu Đỏ Đỏ cam Cam Nồng độ 0,1 0,01 0,001 pH 13 12 11 Vàng nhạt 0,0001 10 8’ Vàng 0,0001 10 Thí nghiệm 5: Màu dung dịch Y: Ống 1: có màu nằm ống thí nghiệm (xanh – xanh nhạt) Ống 2: có màu nằm ống 6’ 7’ thí nghiệm (đỏ cam – cam) → pH dung dịch nằm khoảng pH=11,5 Thí nghiệm 6: Ống 1: màu dung dịch NH4OH nằm khoảng ống ống thí nghiệm (xanh nhạt – vàng nhạt) Ống 2: màu dung dịch NH4OH nằm khoảng ống 7’ ống 8’ thí nghiệm (cam – vàng) → pH khoảng 10,5 pH = 14 − ( pK NH 4OH − log CNH 4OH ) 5 10,5 = 14 − ( pK NH 4OH − log(0,1)) pK NH 4OH → =6 Kb = 10-6 VI Thảo luận – Kết luận: Qua thí nghiệm ta thấy nồng độ chất giảm dần màu thị pH giảm dần Hằng số điện ly lớn tính acid base mạnh Trong q trình làm ảnh hưởng chất thị không bảo quản kĩ ảnh hưởng đến màu sắc chuẩn để làm thang đo pH Số liệu chưa xác chưa thực nghiệm thực tế, không thấy màu sắc thực nghiệm 6 BÁO CÁO THỰC HÀNH HĨA LÍ Bài 2: ĐỘ TAN – TÍCH SỐ TAN Lớp: DHHC15 Ngày thực hiện: 10/09/2021 I Mục đích thí nghiệm: Xác định điều kiện để hình thành kết tủa dung dịch Khảo sát ảnh hưởng ion đồng loại đến khả tạo tủa II Cơ sở lí thuyết: Định nghĩa tích số tan: Tích số tan chất điện ly tan định nghĩa tích số nồng độ ion tự dung dịch bão hòa nhiệt độ định với số mũ tương ứng số ion phân tử Điều kiện tạo kết tủa chất điện ly tan: Với dung dịch chất điện ly tan AmBn ta có cân sau: AmBn (r) ↔ mAn+ (l) + nBm- (l) Vì [AmBn] = nên K = [An+]m [ Bm-]n số gọi tích số tan T Như T loại số cân phụ thuộc vào chất chất tan nhiệt độ [An+]m.[ Bm-]n = T: Dung dịch bão hịa vận tốc hịa tan vận tốc kết tủa Kết tủa không tạo thành không tan thêm vào dung dịch [An+]m.[ Bm-]n < T: Dung dịch chưa bão hòa Vận tốc hòa tan lớn vận tốc kết tủa, ta thêm chất rắn vào tan đạt trạng thái cân [An+]m.[ Bm-]n > T: Dung dịch q bão hịa Tích số nồng độ ion dung dịch lớn tích số nồng độ bão hịa Khi ion kết hợp với tạo thành kết tủa tách khỏi dung dịch làm giảm nồng độ chúng dung dịch đạt trạng thái bão hòa Như dựa vào qui luật người ta điều khiển q trình hịa tan hay kết tủa chất điện ly tan sau: muốn hịa tan kết tủa phải thêm 7 vào kết tủa chất có tác dụng làm giảm nồng độ ion kết tủa phân ly Thường chất tạo phức bền với ion kết tủa tạo thành acid mạnh Muốn kết tủa chất, phải thêm vào dung dịch chất có chứa ion đồng loại với kết tủa cịn gọi ion chung để làm tăng nồng độ ion kết tủa dung dịch III + Thực nghiệm: Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng ion loại đến độ tan Dùng pipet lấy 10ml dung dịch CH3COONa 4N 10ml AgNO3 0,1N cho vào Becher Khi phản ứng xảy hoàn toàn, đem li tâm toàn dung dịch kết tủa máy li tâm, gạn bỏ phần nước phía Thêm 10 ml nước cất vào ống nghiệm chứa kết tủa, lắc nhẹ lúc Li tâm cho tủa lắng hết xuống đáy ống nghiệm ta thu dung dịch CH3COOAg bão hòa bên Chia lượng dung dịch làm phần nhau, cho vào ống nghiệm: Ống 1: Thêm từ từ giọt dung dịch CH3COONa 4N vào (khoảng 2ml) Ống 2: Thêm khoảng 2ml dung dịch HNO3 đậm đặc, sau đun nóng, ghi nhận mùi Ống 3: Thêm vào vài giọt dung dịch NH4OH đậm đặc Quan sát giải thích tượng ống nghiệm + Thí nghiệm 5: Xác định điều kiện hình thành kết tủa Cho vào ống nghiệm thứ nhất: 2ml dung dịch CaCl2 0,0002 N 2ml dung dịch Na2SO4 0,0002 N lắc đun nhẹ Cho vào ống nghiệm thứ hai: 2ml dung dịch CaCl2 0,2N 2ml dung dịch Na2SO4 0,2N lắc đun nhẹ Quan sát tượng xảy hai ống nghiệm Giải thích viết phương trình phản ứng? Cho biết TCaSO4 = 10-5 + Thí nghiệm 6: So sánh khả tạo kết tủa ion dung dịch 8 Dùng pipet lấy 1ml dung dịch NaCl 0,5N; 1ml dung dịch KI 0,5N; 2,5ml nước cất 0,5ml dung dịch HNO3 2N cho vào ống nghiệm Thêm vào ống nghiệm ml dung dịch AgNO3 0,1N, lắc kết tủa không tạo thêm Nhận xét màu dung dịch chuyển toàn dung dịch vào ống ly tâm để ly tâm tách kết tủa Gạn phần nước bên vào ống nghiệm thứ hai (phần kết tủa giữ lại ống nghiệm đầu để so sánh) Thêm tiếp vào ống nghiệm thứ hai: 2ml dung dịch AgNO3 0,1 N; lắc nhẹ có kết tủa xuất hiện, cho tồn vào ống li tâm để tách kết tủa Tiếp tục gạn phần nước bên sang ống nghiệm thứ tiến hành tương tự ống thứ kết tủa không tạo thành Ghi số lần ly tâm so sánh kết tủa lần ly tâm màu sắc kết tủa lượng kết tủa Giải thích tượng (biết tích số tan chất: TAgCl = 1,8.10-10 TAgI = 1,1.10-16 IV Trả lời câu hỏi: Bản chất tích số tan Những yếu tố ảnh hưởng đến tích số tan? Tích số tan chất điện li tan định nghĩa tích số nồng độ ion tự dung dịch bão hòa nhiệt độ định với số tương ứng số ion phân tử Yếu tố phụ thuộc vào chất chất tan nhiệt độ Trình bày qui luật tích số tan Ứng dụng qui luật hòa tan tạo thành kết tủa chất điện li tan? Nồng độ dung dịch ảnh hưởng đến hịa tan, kết tủa? Qui luật tích số tan: Với dung dịch chất điện ly tan AmBn ta có cân sau: AmBn ↔ mAn+ + nBm- 9 Vì [AmBn] = nên K = [An+]m [ Bm-]n số gọi tích số tan T Như T loại số cân phụ thuộc vào chất chất tan nhiệt độ [An+]m.[ Bm-]n = T: dung dịch bão hòa, tốc hịa tan vận tốc kết tủa Kết tủa khơng tạo thành không tan thêm vào dung dịch [An+]m.[ Bm-]n < T: Dung dịch chưa bão hòa Vận tốc hòa tan lớn vận tốc kết tủa, ta thêm chất rắn vào tan đạt trạng thái cân [An+]m.[ Bm-]n > T: Dung dịch loại q bão hịa Tích số nồng độ ion dung dịch lớn tích số nồng độ bão hịa Khi ion kết hợp với tạo thành kết tủa tách khỏi dung dịch làm giảm nồng độ chúng dung dịch đạt trạng thái bão hịa Ứng dụng quy luật tích số tan hòa tan tạo thành kết tủa chất điện ly tan Muốn hịa tan kết tủa phải thêm vào kết tủa chất có tác dụng làm giảm nồng độ ion kết tủa phân ly Thường chất tạo phức bền với ion kết tủa tạo thành acid mạnh Muốn kết tủa chất, phải thêm vào dung dịch chất có ion đồng loại với kết tủa để tăng nồng độ ion kết tủa dung dịch Nồng độ dung dịch ảnh hưởng đến hịa tan, kết tủa: Vì chất điện li tan nên [AmBn]=1 Ksp=[An+]m.[Bm-]n số gọi tích số tan T Kí hiệu T hay Ksp Ksp tích số nồng độ nhiên tích nồng độ ion khơng bắt buộc phải số tích số tan mà cịn tồn tại: Nếu tích số nồng độ ion < Ksp khơng có kết tủa tạo thành muối tạo thành muối tan theo quy tắc hịa tan Điều nồng độ ion khơng đủ lớn để làm q trình kết tinh hình thành kết tủa xảy Nếu tích nồng độ ion > Ksp nồng độ ion đủ lớn cho kết tủa xảy Tích nồng độ ion dung dịch định đến hòa tan, kết tủa 10 10 V Kết thí nghiệm: Thí nghiệm 4: khảo sát ảnh hưởng ion loại đến độ tan Ống 1: Kết tủa tạo thêm Hiện tượng: cho thêm CH3COONa vào xuất tinh thể tách khỏi dung dịch Vì thêm vào nồng độ ion CH3COO- tăng lên tích số nồng độ ion lớn tích số tan Do đó, CH3COOAg tách khỏi dung dịch Ống 2: có mùi giấm bay CH3COONa + HNO3 CH3COOH + NaNO3 Hiện tượng: cho thêm HNO3 vào tạo acid acetic nên có mùi giấm bay Ống 3: Có kết tủa đen tạo thành 2CH3COOAg + 2NH4OH 2CH3COONH4 + Ag2O + H2O Hiện tượng: cho NH4OH vào tạo nên kết tủa Ag2O có màu đen Thí nghiệm 5: Xác định điều kiện hình thành kết tủa CaCl2 + Na2SO4 CaSO4 + 2NaCl Ống 1: Khơng có tượng Hiện tượng: Vì [Na+].[Cl-]= 0.0004 x 0.0004 = 1.6.10-7 < TCaSO4 =10-5 dung dịch chưa bão hịa nên khơng có kết tủa xuất Ống 2: Xuất kết tủa trắng Hiện tượng: : Vì [Na+].[Cl-]= 0.4 x 0.4= 0.16 > TCaSO4 =10-5 dung dịch bão hòa nên có kết tủa xuất Thí nghiệm 6: So sánh khả tạo tủa ion dung dịch + + + Khi chưa li tâm dung dịch có màu vàng Sau lần ly tâm dung dịch có màu trắng sữa Hiện tượng: Khi chưa li tâm có màu vàng tích số tan TAgI =1,1.10-16 < TAgCl =1,8.10-10 nên AgI tạo kết tủa sớm AgCl có màu vàng Sau thêm AgNO3 vào nồng độ ion Ag+ dung dịch tăng lên, tiếp tục tạo kết tủa nồng độ ion I- hết Ion Ag+ tiếp tục tạo kết tủa 11 11 ... định pH dung dịch NH4OH 0,1N Tính số điện ly base NH4OH IV Trả lời câu hỏi: Hằng số điện li Ka, Kb phụ thuộc vào nhiệt độ, chất chất tan Nguyên tắc phương pháp dùng thị để xác định pH dung dịch:... ↔ mAn+ (l) + nBm- (l) Vì [AmBn] = nên K = [An+]m [ Bm-]n số gọi tích số tan T Như T loại số cân phụ thuộc vào chất chất tan nhiệt độ [An+]m.[ Bm-]n = T: Dung dịch bão hịa vận tốc hịa tan vận tốc... nghĩa tích số nồng độ ion tự dung dịch bão hòa nhiệt độ định với số tương ứng số ion phân tử Yếu tố phụ thuộc vào chất chất tan nhiệt độ Trình bày qui luật tích số tan Ứng dụng qui luật hòa tan tạo